论文总字数：29294字

摘 要

随着云计算的发展，用户可以通过互联网访问云计算资源池以获得按需付费的服务。目前云计算的部署模式有私有云、公有云和混合云，其中混合云融合了私有云的安全性和公有云的可扩展性，是目前较为主流的云资源环境。但是由于混合云环境中各资源存在差异，因此在处理大规模任务调度时很难高效地将任务和资源映射，会造成资源浪费或系统堵塞等问题，严重时会导致服务质量急剧下降。

针对混合云环境中任务调度存在的问题，本文提出了基于二次聚类的云计算任务调度方法。由于云计算任务调度不仅要考虑用户任务以及用户多样化的需求，同时也要考虑资源池的预先处理，因此本文分为三个步骤进行研究探索：混合云资源的预处理、任务调度算法研究和基于CloudSim平台实验仿真。

本文首先采用二次聚类划分，对混合云资源进行预处理，得到相似度较高的资源聚类。其次，利用任务调度算法对资源聚类和任务进行映射处理，提高云计算任务调度时的效率。最后，基于CloudSim平台对提出的方法进行实验仿真，同时对比分析其他方法结果分析几种方法的优势和缺点。实验结果表明，本文提出的任务调度方法能有效降低用户成本，提高用户服务质量。

关键词：云计算；任务调度；资源聚类；服务质量

ABSTRACT

With the development of cloud computing, users can access the cloud computing resource pool through the Internet to get paid-on-demand services. At present, the deployment modes of cloud computing are private cloud, public cloud and hybrid cloud. Hybrid cloud combines the security of private cloud and the scalability of public cloud. It is the mainstream cloud resource environment. However, due to the differences of resource in the hybrid cloud environment, it is difficult to map tasks to resources effectively and efficiently when the hybrid cloud environment deals with large-scale task scheduling. It may result in waste of resources or system congestion. In a serious case, the quality of service may drop drastically.

Aiming at the problems of task scheduling in hybrid cloud environment, this paper proposes a cloud computing task scheduling method based on quadratic clustering. Because cloud computing task scheduling should not only consider user tasks and the diversified needs of users, but also consider the pre-processing of resource pools. Therefore, this paper is divided into three steps for research and exploration: preprocessing of hybrid cloud resources, task scheduling algorithm research and experimental simulation based on CloudSim platform.

In this paper, the second clustering is used to pre-process the hybrid cloud resources, and the clusters with similarity are obtained. Secondly, the task scheduling algorithm is used to map resource clustering and tasks to improve the efficiency of cloud computing task scheduling. Finally, based on the CloudSim platform, the proposed method is simulated, and the advantages and disadvantages of several methods are analyzed and compared. The experimental results show that the task scheduling method proposed in this paper can effectively reduce user’s cost and improve quality of service.

KEY WORDS: Cloud computing; Task scheduling; Resource clustering; Quality of service

目 录

摘 要 Ⅰ

ABSTRACT Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1选题背景与意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.2.1云计算研究现状 2

1.2.2任务调度策略研究现状 4

1.3论文主要研究内容 6

1.4论文结构安排 6

1.5本章小结 7

第二章 云计算及任务调度概述 8

2.1云计算概述 8

2.1.1云计算基本概念 8

2.1.2云计算特点及优势 8

2.2云计算任务调度问题概述 10

2.3云计算任务调度模型 11

2.4任务调度优化目标 13

2.5本章小结 14

第三章 混合云资源预处理 15

3.1基于二次聚类的混合云资源预处理 15

3.1.1二次聚类 15

3.1.2资源预处理 16

3.1.3主要流程 16

3.2本章小结 20

第四章 云计算任务调度算法研究 21

4.1基于二次聚类的任务调度算法 21

4.2算法描述 21

4.2.1私有云上的算法 22

4.2.2公有云上的算法 23

4.3本章小结 24

第五章 基于CloudSim平台实验仿真 25

5.1 CloudSim平台简介 25

5.2仿真实验分析 25

5.2.1实验环境 25

5.2.2实验参数 25

5.2.3仿真流程 26

5.3实验结果分析对比 26

5.4本章小结 29

结 论 30

参考文献 31

致 谢 32

第一章 绪论

1.1选题背景与意义

云计算最早起源于1988年SUN微系统公司的约翰·盖奇提出的“网络就是计算机”这个概念，之后直到2006年3月，亚马逊公司推出了弹性计算云服务。随后2006年8月9日，谷歌公司首席执行官埃里克·施密特在搜索引擎大会上首次提出了“云计算”的概念，随后在不断发展的过程中越来越多的公司采用云计算技术，云计算技术正逐渐成为IT产业发展的重要核心技术之一。

云计算是互联网技术不断发展的新产物，随着互联网相关服务日益增加，需要互联网提供越来越多的资源满足增长的服务需求，因此产生了可以提供动态易扩展的虚拟化资源，即云计算。云计算的出现是一次新的巨变，用户可以通过互联网获取以前需要硬件才能提供的服务，例如通过浏览器或软件就可以实现存储、计算等服务。同时，企业的商业模式也因为云计算技术的出现发生变化，企业不再需要购买价格昂贵的硬件设备便能享受极高的计算能力资源和安全的存储环境。云计算技术也因此在不断创新发展，突破技术瓶颈，也从私有云和公有云中逐渐演化产生了混合云。云计算是传统计算机技术和网络技术发展融合的产物，包括网格计算、并行计算、效用计算、分布式计算和虚拟化技术等。云计算不同于传统技术，它将计算存储以及传输等移植到云端服务器，而不用集中在用户的终端上，解放了用户的硬件限制同时给用户提供了按需、按量付费的服务模式^[1]。

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