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基于开源平台云计算工作序列与负载平衡效率改进研究

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穆松鹤赵伟张竹张新征

摘要随着社会发展的不断进步，IT技术的不断成熟，云计算技术凭借其能够显著提升机器资源利用效率的优势受到了广泛的青睐。本文通过对云计算平台的效率提升的相关问题的研究，从工作序列与负载平衡出发，提出了一定的建议，以期能够对我国云计算平台的发展提供一定的帮助。

关键词云计算;工作序列;负载平衡

引言

云计算平台自2008年以来迎来了快速增长时期，云计算技术不断成熟，带动着市场不断发展。目前国内IT巨头企业如阿里、腾讯、百度、华为等纷纷推出了自身的云计算平台。相对来说，云计算平台需要处理的工作量较大，因此工作效率会受到运算顺序的极大影响。想要提升运算效率就要对序列算法进行优化，提升云计算平台的工作效率，平衡平台的负载效率。提升云计算平台的效率也是目前较为迫切的一项问题。

1云计算平台相关技术介绍

1.1云计算平台负载平衡

云计算平台的负载平衡对计算处理效率有着重大影响。平台负载平衡的重点就是在处理大型任务或者对资源占据较多、要求较大的工作任务，通过平台负载机制进行有机的划分，将任务集群有机分布到任务负载量较小的资源处理，使得计算平台能够平衡有机的进行处理任务集，杜绝由于分配机制不健全出现的任务处理资源负荷不均衡问题。如果平台负载平衡机制不健全，就会出现一部分资源负荷效率过高，而另一部分资源负荷效率较低，甚至是没有效率，这种情况就会导致资源任务处理效率缓慢，进而导致平台任务处理缓慢，效率低下。云计算平台负载平衡的主要的任务就是平衡任务处理，提升系统的处理的效率，降低系统故障率。

负载平衡机制的运行主要包含四个策略，分别为：信息策略、选择策略、位置策略、传输策略。其运营机制为：首先由信息策略部分将虚拟机各项信息进行搜集整理，并将信息提供到选择以及位置策略部分，并由选择策略与位置策略共同工作，将所需要处理的任务通过位置选择部分进行选择所要处理的任务，由位置策略选定虚拟机进行任务的处理;最后通过传输策略将选择的任务传输到指定的虚拟机位置进行处理。

1.2云计算平台工作序列算法介绍

在云计算平台中工作序列算法也叫工作管理，工作管理是一项较为基本的云计算平台组成部分。其功能主要是将用户所需要处理的任务集，通过映射机制，映射到合适的虚拟机上进行任务处理，这个处理过程就是工作序列任务处理集，能够对所需处理的任务集进行初步的处理划分。通常意义上会将工作序列算法分为两种，第一种是实时分配模式，第二种为批次分配模式。两种分配模式各有所长，实时分配机制可以将任务实时进行分配，将任务及时的分配到虚拟机进行任务的处理[1]。而批次分配模式会对任务进行堆集处理，待能够触发其处理机制时如达到一定的时间，或者任务堆集数量时统一进行映射分配处理。

2负载平衡与最小总完工时间算法模型设计与实现

2.1算法实现策略

负载平衡分配机制会导致运算能力较差的虚拟机构在分配工作时不均匀，而负载平衡与最小总完工时间算法可以提升云计算的整体效率。MMALB共分为三阶段，需要这三个阶段相互配合才能完成目标，第一阶段是利用OLB概念对虚拟机忙碌进行记录，从而自动调节减少负载的差距性，第二阶段是充分对虚拟的整体效率进行提升，第三阶段是解决问题，对于工作中出现延迟或者运行停顿问题进行调整，尽量让工作运行的时间进行缩短。

2.2算法架构

对于MMALB我们采用OLB概念，该形式保证了正常的运行形态，避免了其他虚拟机的闲置状态，同时对资源方面也能够合格利用，避免资源的使用率过度浪费[2]。对于指令较大的工作，它能自动分配至运算能力较好的虚拟机上运行。其算法架构流程如图1所示。

在第一阶段完成后，针对MMALB第二阶段任务：提升工作效率，降低工作延迟的情况，并维持任务运行的稳定性。其次是根据任务实际处理的情况，将任务进行及时处理，根据虚拟机的处理能力灵活进行分配任务，将任务良好分配，保证对虚拟机分配任务能够根据其处理能力进行灵活调整，避免任务堆积、分配不均等问题的出现。

第三阶段也是最后一个阶段，对虚拟机工作顺序根据工作指令数量进行灵活的划分。通过灵活的划分，将任务有机的进行分配，避免任务分配不均出现的任务效率低下，提升任务处理效率[3]。

3实验结果

3.1实验环境

（1）对于实验环境我们一般是采用云计算仿真软件，它是比较完整性的实验环境，他支持云计算工作分配也资源管理等。

（2）例如，我们做一个小实验，假设服务器内有4个虚拟机，每台cpu数量都是不相等的，假如其中一个cpu的运算能力是1024（MIPS），根据这个数据依次排序，分别是它的2倍左右，云计算资源分配依次排序是如图2所示。

（3）实验环境：对于虚拟机环境我们首先设定10台Server，

若是想要减少工作的时间，需要对数