基于價格反饋機制的網格任務管理研究

4 基于價格反饋機制的調度策略
在提交任務隊列ATQ中，改變傳統的先來先服務(FCFS)和短作業優先(SJFS)的調度思想，在任務進入提交隊列時，對任務的執行時間進行估算，具體實現為：

式中，k為任務需求資源的數量；mi為該資源的任務需求量；fi為需求資源量級權重，是由資源的需求量的范圍等級決定；vi為該資源的平均執行速率。
在得到任務的預算時間后，根據任務描述的時間要求，進行差值運算，所得到的剩余時間作為調度任務的依據。每次選取提交隊列中剩余時間最少的任務進行調度。
在TSC的調度策略中引入經濟學的價格凋控機制，在任務調度時，選擇可滿足任務的價格最低資源進行調度。在任務的調度過程中，主要有兩個關鍵因素：一個是有效資源，其定義為：對于各個資源節點，根據任務描述，過濾該節點的所有空閑資源，凡是符合任務需求的資源稱為有效資源；二是價格制定。價格的形成取決于諸多因素，對于一個任務來說，其定價公式：

式中，A是資源的價格因子；M是資源的基本因子；η1、η2、η3、η4分別是任務完成好、中、差及未完成的質量因子；n、m、k、l是與質量因子對應的次數：α是資源的服務等級；P是當前資源的調度價格；ω是資源聯合工作方式系數，β是聯合工作資源節點的數量；t為該資源節點的網絡傳輸狀態權重。
根據這兩個關鍵因素，TSC在每次任務調度時，首先對各個資源節點的資源進行篩選，獲取具有有效資源的資源節點信息，然后根據各個資源節點的資源價格參數、服務質量參數及其當前各節點的網絡狀態等參數制定任務調度價格，然后選取價格最小的資源分配方案進行任務調度。如果沒有任何一個資源節點可以滿足任務中單一資源需求，則先獲取每個資源節點該資源的單位價格，然后按照由低到高的順序，將任務發放到各個資源節點直到完全滿足需求為止。
經過TSC調度過的任務從ATQ中移出投放到STQ隊列中去。此時，DTC根據各個任務的調度安排，將相應的數據集的副本傳輸到相應的資源節點。任務在各個資源節點執行時，如果發生異常，并在規定的時間內無法繼續執行，則中斷任務，向該任務的任務調度節點發送錯誤報告。該任務調度節點根據錯誤報告，首先重新調度STQ隊列中的中斷任務，此時該任務的調度優先級大于ATQ中任何任務的優先級。成功調度后，在STQ隊列中恢復該任務的執行，同時在TFO隊列中加入中斷任務信息及其相應中斷錯誤信息。若任務成功完成，則將STQ隊列中的對應任務移出，同時將任務及其相關完成狀況信息加入到TFQ隊列中。
TFQ隊列即任務反饋隊列，主要記錄各個已完成任務的反饋信息。PFC根據這些信息，調整各個節點的價格參數，其主要功能是將完成質量好、執行效率高的資源節點的價格參數降低，使其更容易被調度；提升完成質量低、執行效率低的資源節點的價格參數，使其難以調度；在執行任務時，由于自身異常發生錯誤而中斷任務執行的資源節點。不僅大幅度提升其價格參數，還要對其在該任務執行中造成價格虧損進行懲罰處理。價格反饋機制雖然改變資源節點的價格參數，但它對任務調度的選取沒有絕對決定作用，因為在調度過程中，資源的選取不僅與各個資源節點的一系列價格參數有關，還與網絡狀態、資源空閑率以及是否是有效資源等因素有關。對于由聯合參數決定的價格，它不僅反映當前時間段內各個資源節點的服務質量(QoS)，而且反映各個資源節點間的負載均衡及其網絡傳輸效應。這樣服務質量不好，價格參數高的資源節點也會伴隨著網格環境中任務的數量增加而重新被調度，從而通過任務執行，改變自身的價格參數。因此，各個資源節點同類資源的價格參數不盡相同，也是動態變化，它總是隨著任務的執行而不斷改變，是資源站點服務近期服務質量的標志。
在該調度模型中，資源的選取所依據的價格并不等同于網格服務計費中的實際價格。它只是一種服務質量與負載平衡反應的測度。通過價格的調控，使需調度的任務總是選取當前綜合性能最合理的資源節點，而不是單一的性能最好或是資源空閑率最大的節點。

5 結束語
T2DSM網格調度模型的設計以及基于價格反饋機制的調度策略，是將網格任務調度時的各個要素通過經濟學中的價格機制來反應，通過不同時刻下各個資源節點的價格的動態變化以及任務完成后資源的價格反饋調整，實現任務與資源的實時、科學合理匹配，符合網格環境下資源使用的負載平衡及用戶對任務的服務質量需求。