云计算中基于关键路径的迭代启发式工作流调度

1 下载量 148 浏览量 更新于2024-07-15 收藏 319KB PDF 举报
"本文探讨了在公用计算和云计算环境下的工作流调度问题,提出了一种基于关键路径的迭代启发式算法。" 在公用计算和云计算的背景下,工作流调度是一个重要的研究领域,因为它涉及到如何有效地分配任务到合适的资源,以最小化所有资源的租赁成本,同时满足任务之间的先决条件约束并确保工作流的截止日期得以满足。作者 Zhicheng Cai、Xiaoping Li 和 Jatinder N.D. Gupta 在这篇研究论文中详细阐述了这个问题。 首先,他们建立了一个混合整数线性规划(MILP)模型来解决小规模的问题实例。MILP模型能够考虑各种复杂的约束条件,如任务间的依赖关系、资源限制和成本因素,以求得最优解。然而,由于工作流调度问题的NP难性,对于大规模问题实例,直接使用MILP模型求解是不现实的。 因此,研究人员开发了一种称为Critical Path-based Iterative (CPI) 的启发式算法。该算法通过动态编程方法迭代构建多个完整的关键路径。对于已经安排的活动,根据服务分配构建这些路径;而对于未安排的活动,则选择最长(最便宜)的服务。每个关键路径优化问题被松弛为一个更易处理的问题,从而能够在有限时间内找到接近最优的解决方案。 CPI启发式算法的工作流程如下: 1. 初始化:识别工作流中的关键路径。 2. 动态规划:根据当前服务分配和未分配的任务,构造并更新关键路径。 3. 路径优化:对每个关键路径进行优化,寻找能降低总成本的资源分配。 4. 迭代:重复步骤2和3,直到满足预设的停止条件(如达到一定的优化水平或达到最大迭代次数)。 这种方法的优点在于它可以在保证一定程度的效率和近似最优性的同时,处理大规模工作流调度问题。然而,启发式算法可能无法保证找到全局最优解,但其快速的计算速度和实用性使其在实际应用中具有较高的价值。 这篇论文提供了一种有效应对云和公用计算环境中的工作流调度挑战的方法,通过结合理论建模和实用的迭代启发式策略,为实际系统的设计者和操作者提供了有价值的工具。