基于负载均衡的云资源调度策略研究

王晨辉

摘 要：自云计算这一概念及其技术应用自问世以来，其发展趋势愈发强劲，对于目前各大主流IT应用以及各类服务模式均产生了重大影响，自其由最初的概念初创时期到发展时期，直至最终的实践阶段，由云计算的技术框架提出至逐步细化至各方面，云计算发展长期以来始终是相关学术界与经营企业的研究热点。由于云计算发展所产生出的信息技术变革，不但是一次技术性的变革，同时也是一种运营模式的转变。目前云计算现已成为了一种新的商业计算模式与服务模式。文章将主要就针对云资源的调度管理策略展开具体的分析与探讨，以确保在云平台上并行任务时的负载均衡。

关键词：云计算；云资源；负载均衡；调度策略

中图分类号：TP315 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）29-0079-02

在云计算当中对于资源及任务的调度将会使得云平台的整体性能，以及云服务的运营均会遭受严重的干扰。若对于云资源的管理以及负载均衡不恰当，便会使得在云平台当中并行任务的时候会造成负载不均衡情况的出现，进而使得云平台的整体性能、效率降低，产生极大的资源浪费情况。就这一问题展开相关的研究工作便具有极其重要的作用与价值，应当引起人们的重视与思考，据此下文将基于对云计算与云资源管理的基础理论之上，重点就负载均衡算法进行了深入的研究，进而提出了一类基于负载均衡的云资源调度机制。

1 云计算定义

在云计算技术的基础原理中，是利用网络等级进行划分的，促使海量的应用处理程序可被分解为数个不等的子程序系统，而后在服务器集群当红总开展应用搜索查询，并进而找出合适的应用请求进而针对用户予以处理，最终将所得到的结论反馈至用户。目前对于云计算概念的主流定义包括有：

用户可依据分钟（min）或是秒（s）来进行基础设施的应用时间的规划，而并非传统的天（d）或是周（W），从而便可实现对于资源的高效利用，以避免对资源的浪费。

云型结构是一类并行分布式系统，其通常是采用一系列的联网、虚拟化等计算机来实现不同服务层之间的协同，将计算机资源做到统一运用。

云计算是一项将多方面考量概念予以统一，例如发布，负载均衡，事物及架构模型等，云计算是软件系统的下一逻辑阶段。关于云计算的定义有一个最为简洁的概念，即为“因特网集成软件”。

2 云资源关键技术分析

云计算的发展是基于在长期的发展演变过程当中，对于多种技术手段予以融合之后所产生的一种新技术，其中主要就包括了虚拟化技术、网络计算以及Web2.0等相关技术，从而促使云计算平台的规模愈发庞大，结构也更为复杂，分布更加广泛且种类形式趋于多样化，针对不同的业务需求及商业目标，需设计出具有针对性、高效性的云计算平台资源调度策略算法，当前的分配调度策略主要涵括有先到先服务、负载均衡以及最高效的应用等。提升系统性能以及服务质量是云平台计算的关键性技术指标，而后伴随着云计算技术的持续发展与规模的扩张，使得能源损耗问题日渐严重且广受人们的重视，因而能源损耗对于成本及环境均会产生较大的影响。

在云计算平台资源调度关键技术中重点涵括以下几个方面的内容：

①调度策略：为资源调度管理当中最高等级的策略，需由相关的云平台经营者与管理者予以界限划定。其核心思想是为了明确调度资源的目标及明确在资源相对有限为了满足一切需求时所应采取的处置策略。

②优化目标：对于调度中心而言可应用不同的目标函数来进行资源调度优劣性的判定。当前所普遍应用的优化目标函数具备有满足用户请求最大化、资源利用最大化、利润最大化以及成本最低化等。

③调度算法：最为有效的调度算法是依据当前目标函数所形成的优化结果，不会损耗过多的资源且调度时间相对较短，因目前的调度算法基本都为NP-Hard问题，因此针对调度算法的设计大多选用近似优化的方式。

④调度系统架构：此架构通过云平台的急促结构其联系更为密切，目前云平台的建设大多选用分布式的结构形式，因而调度系统的架构往往也更加偏向于考虑多级分布式结构。

⑤云资源界定与互相制约关系：云平台大多采用虚拟资源并实施集中式管理，因而在实际管理的过程中必须要明确掌握各类资源及其互相之间的制约型关系，从而方可有助于调度算法对各类因素予以均衡。

3 基于负载均衡的云资源调度策略设计

3.1 整体设计框架

在位于云计算平台这一复杂且规模庞大的系统中，对于资源的管理往往会选用相对统一的管理软件，对于云资源采取资源规划，将相关的资源进行整合，而后依据资源所能够提供的服务性能将之划分为普通、高吞吐量、高密度以及相关的特殊资源，如果分类存在明显的差异性，在之后的实践应用当中，亦可在新增资源类型之中针对资源实施分组动态监控实时统计，如此一来也可解决针对预先配置云资源性能较低难以满足用户实际需求的问题。

在云资源及其平台间设置一个策略池，将相应的策略在此之中采取集中式的管理方式，在其内部可具体划分出性能有限、成本优先等策略集合。鉴于云资源相对较多，针对云资源的调度算法通常是为了满足于用户的实际需求所设置出的一类基础算法，同时再加之其他算法的应用，在策略池当中，应当首先依据服务类型将请求转到所对应的策略集之中予以资源选取，而后再利用负载均衡算法对系统负载予以均衡。之后，鉴于云计算面向服务的特征，首先可将其具体的服务依据所提供的应用类型予以划分，其中主要就包括有大数据量应用、大访问量应用以及大存储量应用。对于这三类服务类型，应选用不同的策略予以选取。其整体的框架结构，如图1所示。

3.2 详细设计过程

具体的负载均衡云资源调度策略可通过调度过程进行具体步骤的设计，其中主要就包括有以下几个过程：

①在云服务层，用户请求服务以及系统自动化的服务类型划分；

②将已完成类型划分的服务发送至相应的策略集当中，而后选取出所对应的具体算法内容；

③在经由策略集之中的资源选取之后，再统一实施负载平衡计算，对于系统资源采取负载调整；

④在经由上一环节策略池之中的资源调度后，再到资源池之中寻找相应的匹配资源，为用户实施资源分配；

⑤在用户将所申请的资源释放抑或是暂停应用之后，资源将会即刻回归为空闲资源状态，经由资源的动态化管理实施动态监测以有助于下一次的资源分配。

基于负载均衡的云资源调度过程，如图2所示。

4 结 语

总而言之，伴随着移动网络技术的快速发展云计算技术也已经表现出了强劲的发展势头，相应的云计算平台应用也愈发广泛且深入，然而伴随着云计算技术的快速发展，云平台的稳定性以及用户应用需求越来越高，对于云平台性能要求也随之升高，因而，云平台的设计工作也日渐趋向于完善，对于云平台的负载均衡以及资源调度设计工作其重要性自然也就更加关键。本次研究重点就目前云计算的发展及相关的关键技术予以了深入的分析，而后对于云计算所引出的基于负荷均衡的云资源调度策略及算法进行了细致分析，并基于此设计出了一种基于负载均衡的云资源调度策略。

参考文献：

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