谈谈组合云计算环境下动态流程优化调度理由

论文导读：保在工作流执行阶段服务资源充足,提升平台的峰值负载能力,满足每个实例任务的QoS限制。在任务层的调度中,提出了基于负载感知的延迟调度对策,重点探讨了调度时机选择不足,给出了延迟调度算法,比较了调度历程中的资源的消耗情况。基于上面陈述的探讨工作,在山东省制造业服务平台(SDMSP)基础上设计和研发了云工作流系统原型(I2
摘要：近两年,大规模实例密集型工作流运用需求不断增加,为工作流技术提供了更加广阔的需求空间。在制造领域中的一些工作流不仅规模大、实例密集,而且实例之间还有着一定的依赖性。这使当前工作流系统以运用范围和能力上,都难以满足现代企业的需要。云工作流的提出为解决当前运用中大规模密集型运用提供了技术手段。一方面,大量的云服务能够满足工作流执行的要求,最大程度满足用户的需要；另一方面,大量的云服务能够通过工作流组织起来,用户可以通过可视化建模方式组织自己所需的业务流程。云工作流服务本身和其它服务一样,都是通过服务的方式给用户提供服务的。在工作流初始化阶段,用户首先在云计算平台上签署云服务利用契约,提交业务流程的定义,搜索匹配所需云服务,并与流程的定义进行绑定。在工作流执行阶段,工作流引擎将根据用户指定的QoS限制,采取优化对策进行负载均衡调度。如果在此历程中出现QoS冲突,工作流引擎会根据预先的设定对冲突进行处理。在这一历程中,工作流的运转环境发生了巨大变化。用户对云工作流系统的性能、效率、安全等非功能性方面要求很高。而云工作流系统必须能够支持和满足这种需要,在其生命周期内满足不同组织和用户的个性化QoS要求。为适应这种转变,工作流中的一些典型不足,需要被重新提出,如系统结构不足,调度不足,资源管理不足等。云工作流系统构建关键技术的探讨得到了国家863高新计划项目《支持装备制造产业集群业务协同服务支持平台》和《业务关联的中小企业群信息化服务平台开发与运用》等科研项目的资助,以山东省制造业信息化服务平台为依托,在平台原有功能基础上,通过扩展流程服务组件,使其能够满足云计算环境下用户对工作流服务的个性化QoS需要。结合制造领域的运用背景,对云工作流系统系统结构、生命周期、组合流程、任务调度、资源管理等方面进行了初步探讨。本论文所做工作的主要贡献包括四个方面：1.提出了面向实例密集型运用的云工作流系统系统结构云工作流系统利用云计算提供的基础设施服务,组织、协同云服务提供商所提供的各种类型的服务,满足云计算环境下实例密集型运用需求。由此,将云工作流系统与云计算平台系统结构各层进行对应,提出了云工作流系统系统结构。同时,将云工作流的生命周期分为四个历程,其中建模与仿真历程在工作流构建阶段进行,搜索匹配及调度执行在工作流运转阶段进行,交易与评价历程在工作流完成阶段进行的。2.提出了基于动态流程的服务组合协同模型云工作流系统引擎在工作流执行阶段将用户的流程服务请求优化调度到云服务提供商提供的服务资源上执行。由于云计算环境下的服务提供商所发布的服务具有异构性,需要在平台上提供统一的封装、资源选择与绑定标准。由此,提出了支持服务协同的动态组合流程策略,包括业务功能建模、服务搜索匹配、服务动态绑定,并针对组合流程中服务依赖联系,提出了对服务依赖度的验证算法。3.提出了基于QoS优化的任务预调度模型与算法由于采取了按需付费的服务方式,云工作流需要为用户提供高服务质量(QoS)。基于QoS感知的工作流调度策略,加入了对服务QoS条件的限制。在服务层调度中,采取改善的全局遗传演化策略,对工作流任务进行预调度,提升了工作流执行阶段的系统吞吐率。4.提出基于负载感知的资源管理与延迟调度对策与算法为了确保在工作流执行阶段服务资源充足,提升平台的峰值负载能力,满足每个实例任务的QoS限制。在任务层的调度中,提出了基于负载感知的延迟调度对策,重点探讨了调度时机选择不足,给出了延迟调度算法,比较了调度历程中的资源的消耗情况。基于上面陈述的探讨工作,在山东省制造业服务平台(SDMSP)基础上设计和研发了云工作流系统原型(I2-CWS),并对其运用案例进行了讨论。本论文仅解决了云工作流系统上的部分不足,未来将在进一步改善平台基础上,对云工作流变更、互操作、冲突处理等不足展开探讨。关键词：云计算论文工作流组合论文任务调度论文资源管理论文
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ABSTRACT13-16
第1章 绪论16-30

1.1 探讨背景及作用16-21

1.2 国内外相关探讨21-26

1.2.1 模型与系统结构21-23

1.2.2 任务调度对策23-25

1.2.3 资源管理对策25-26

1.3 主要工作与革新点26-28

1.4 论文组织结构28-30

第2章 云工作流系统系统结构及其关键不足30-38

2.1 引言30

2.2 云工作流系统系统结构30-32

2.3 云工作流系统执行流程32-33

2.4 云工作流系统生命周期及关键不足33-36

2.5 本章小结36-38

第3章 基于论文导读：-786.1引言706.2原型系统(I~2-CWS)70-726.3实现架构72-746.4部署运转74-756.5运用案例75-776.6本章小结77-78第7章总结与展望78-827.1本论文主要工作总结78-807.2未来工作展望80-82参考文献82-92致谢92-94攻读博士学位期间发表的学术论文目录94-96攻读博士学位期间参与科研项目情况96-98攻读博士学位期间获奖情况98
动态流程的服务组合协同模型38-48

3.1 引言38

3.2 支持服务协同的动态组合流程策略38-44

3.

2.1 服务协同模型38-39

3.

2.2 服务组件封装39-40

3.

2.3 业务功能建模40-42

3.

2.4 服务动态绑定42-43

3.

2.5 动态资源选择43-44

3.3 服务依赖联系与检验算法44-47

3.4 本章小结47-48

第4章 基于QOS性能优化的预调度模型与算法48-60

4.1 引言48

4.2 不足定义48

4.3 两阶段任务调度对策48-50

4.4 基于改善遗传演化的全局调度算法50-59

4.1 算法定义50-51

4.2 算法实现51-54

4.3 算法执行结果54-57

4.4 算法性能比较57-59

4.5 本章小结59-60

第5章 基于负载感知的资源管理与延迟调度对策60-70

5.1 引言60

5.2 基于资源感知的任务调度模型60-61

5.3 基于负载优化的本地调度对策61-62

5.4 任务延迟调度算法62-69

5.

4.1 算法定义62-63

5.

4.2 算法实现63-65

5.

4.3 性能浅析65-69

5.5 本章小结69-70
第6章 原型系统实现及运用70-78

6.1 引言70

6.2 原型系统(I~2-CWS)70-72

6.3 实现架构72-74

6.4 部署运转74-75

6.5 运用案例75-77

6.6 本章小结77-78

第7章 总结与展望78-82

7.1 本论文主要工作总结78-80

7.2 未来工作展望80-82

参考文献82-92
致谢92-94
攻读博士学位期间发表的学术论文目录94-96
攻读博士学位期间参与科研项目情况96-98
攻读博士学位期间获奖情况98-100
学位论文评阅及答辩情况表100-102
英文论文102-141