专利名称：基于云计算系统的资源负载均衡的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及计算机领域，特别涉及基于云计算系统的资源负载均衡的方法和设 备。
背景技术：
在应用型云计算系统中，资源负载均衡是指保证云计算系统中各个资源的计算量 与其自身性能之比尽量相等，从而在提高资源的利用率基础上，减少整体任务完成时间，若 云计算系统中某个资源负载过重，会导致无法继续提交任务，或者若云计算系统中某个资 源负载过轻，会导致资源闲置。资源负载均衡的实质就是将η个相互独立的元任务分配到m 个异构的资源上，使得整体任务完成时间最小，资源得到充分的利用。因此，如何实现应用 型云计算系统的资源负载均衡，一直是人们关注的焦点和致力于解决的问题。现有的应用型云计算系统中的资源负载均衡技术，一般采用遗传算法，蚂蚁算法， 蜂群算法，误差极小化算法，遗传模拟退火算法等，在实现本发明的过程中，发明人发现现 有技术至少存在以下问题现有在实现基于应用型云计算系统的资源负载均衡时，没有考 虑到应用型云计算系统具有可扩展性特征，导致计算资源负载权值是动态变化的，资源的 负载均衡效果不明显。
发明内容
为了提高资源负载均衡效率，本发明实施例提供了一种基于云计算系统的资源负 载均衡的方法和设备。所述技术方案如下本发明实施例提供了一种基于云计算系统的资源负载均衡的方法，所述方法包 括根据控制参数初始化第一种群Q (t)，所述控制参数至少包括种群大小M,量子染 色体长度N，进化代数t和种群温度T ；所述第一种群Q (t)是指云计算系统中第t代M个相 互独立的任务，所述第一种群初始化为g'2 ...礼]，其中《表示第t代的第j个任务，,「COS/, COSi2 ...COS&]一、，，，，，，，^^sin,…如」，C0叫和办、初均始化为根据所述第一种群Q (t)生成第一种群的进化版本P (t)，并根据所述第一种群的 进化版本P (t)的适应度进行选择操作和交叉操作，获取优选个体，所述第一种群的进化版本P⑴的温度为Tw = TtX(l-t/M)，所述第一种群的进化版本为作)=[< A…其中名(j = 1,2,…，Μ)是量子染色体长度为N的串；对所述第一种群的进化版本P (t)执行变异操作，生成新种群P (t)‘；判断新种群P (t)‘的温度是否为0，若不为0，则对所述新种群P (t)‘执行选择操 作和交叉操作，生成下一代种群P (t)"，获取优选个体，并继续进行变异操作P (t)"，否则 输出当前的优选个体。
其中，根据所述第一种群的进化版本P(t)的适应度进行选择操作，获取优选个 体，具体包括计算出所述第一种群的进化版本P(t)中所有个体的选择概率，并生成一个随机 数；根据所述第一种群的进化版本P (t)中所有个体的选择概率、所述随机数和预设 条件，判断是否存在满足所述预设条件的个体，若存在，则获取该个体作为优选个体。其中，所述对所述第一种群的进化版本P (t)执行变异操作，具体包括根据量子旋转门υ(θ)对第一种群的进化版本P (t)执行变异操作，得到新种群>(0_5]冲)'=一‘)—sin(叫。进一步地，所述交叉操作为全干扰交叉方式。本发明实施例还提供了一种基于云计算系统的资源负载均衡的设备，所述设备包 括初始化单元，用于根据控制参数初始化第一种群，所述控制参数至少包括种群大 小M,量子染色体长度N，进化代数t和种群温度T，所述第一种群Q (t)是指云计算系统中第 t代M个相互独立的任务，所述第一种群初始化为0(0=^ q[ .·.心]，其中《表示第t代的第j 个任务，1 < j < M，《=c0sJ1 c0sJ2 “‘c0sJw，Costi 和 Sinti 初均始化为厂LsmiI smG …smV1/V2 ；选择交叉单元，用于根据所述第一种群Q(t)生成第一种群的进化版本P(t)， 并根据所述第一种群的进化版本p(t)的适应度进行选择操作，获取优选个体，所述 第一种群的进化版本p(t)的温度为Tw = TtX (l-t/Μ)，所述第一种群的进化版本为P(0 = [x； A…4]，其中，< (j = L2，…，Μ)是量子染色体长度为N的串0w"xN)；变异单元，用于对所述第一种群的进化版本P(t)执行变异操作，生成新种群 p(t)'；判断单元，用于判断新种群P(t)‘的温度是否为0，若不为0，则对所述新种群 P (t)‘执行选择操作和交叉操作，生成下一代种群P (t)“，获取优选个体，并继续进行变异 操作p(t)"，否则输出当前的优选个体。其中，所述选择交叉单元具体包括计算子单元，用于计算出第一种群的进化版本P (t)中所有个体的选择概率，并生 成一个随机数；选择子单元，用于根据所述第一种群的进化版本P (t)中所有个体的选择概率、所 述随机数和预设条件，判断是否存在满足所述预设条件的个体，若存在，则获取该个体作为 优选个体。其中，所述变异单元具体包括根据量子旋转门U( θ )对第一种群的进化版本P (t)执行变异操作，生成新群
权利要求
1. 一种基于云计算系统的资源负载均衡的方法，其特征在于，具体包括 根据控制参数初始化第一种群Q (t)，所述控制参数至少包括种群大小M,量子染色体 长度N，进化代数t和种群温度T ；所述第一种群Q (t)是指云计算系统中第t代M个相互独 立的任务，所述第一种群初始化为0(0二[4 I12 ...么；)，其中^；表示第t代的第j个任务，1< j<M,q'y·COSi1COSi2COSZyvSitU1Sinf2SinQCosti和Sinti初均始化为根据所述第一种群Q(t)生成第一种群的进化版本P(t)，并根据所述第一种群的进化 版本P (t)的适应度进行选择操作和交叉操作，获取优选个体，所述第一种群的进化版本P⑴的温度为Tt+1 = TtX(l-t/M)，所述第一种群的进化版本为作)A…4]，其中，4 (j = 1,2,…，Μ)是量子染色体长度为N的串(XJ^Xn)；对所述第一种群的进化版本P (t)执行变异操作，生成新种群P (t)‘； 判断新种群P(t)'的温度是否为0，若不为0，则对所述新种群P(t)'进行选择操作和 交叉操作，生成下一代种群P (t)"，获取优选个体，并继续进行变异操作P (t)"，否则输出 当前的优选个体。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一种群的进化版本P(t)的 适应度进行选择操作和交叉操作，获取优选个体，具体包括计算出所述第一种群的进化版本P (t)中所有个体的选择概率，并生成一个随机数； 根据所述第一种群的进化版本P (t)中所有个体的选择概率、所述随机数和预设条件， 判断是否存在满足所述预设条件的个体，若存在，则获取该个体作为优选个体。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一种群的进化版本P(t)执行 变异操作，具体包括根据量子旋转门υ( θ )对第一种群的进化版本P(t)执行变异操作，得到新种群 >(0,Cos(A) -sin ⑷、 sin⑷ Cos(^i) J°
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交叉操作为全干扰交叉方式。
5.一种基于云计算系统的资源负载均衡的设备，其特征在于，所述设备包括 初始化单元，用于根据控制参数初始化第一种群，所述控制参数至少包括种群大小M，量子染色体长度N，进化代数t和种群温度T，所述第一种群Q (t)是指云计算系统中第t代 M个相互独立的任务，所述第一种群初始化为go=[《g'2 -心]，其中《表示第t代的第P{t)'=f ’ \ aβ-U {θ)a,β,U φ)j个任务，1 < j <M，《:COS^1COSi2COS^SkU1Situ2sin ^ _Costi和Sinti初均始化为1/V2 ；选择交叉单元，用于根据所述第一种群Q(t)生成第一种群的进化版本P(t)，并根 据所述第一种群的进化版本P(t)的适应度进行选择操作和交叉操作，获取优选个体，所 述第一种群的进化版本P(t)的温度为Tw = TtX (l-t/Μ)，所述第一种群的进化版本为P(t) = [< A…4]，其中，< (j = 1，2，…，M)是量子染色体长度为N的串Ow··xN)；变异单元，用于对所述第一种群的进化版本P (t)执行变异操作，生成新种群P (t)'；判断单元，用于判断新种群P (t)‘的温度是否为0，若不为0，则对所述新种群P (t)‘ 执行选择操作和交叉操作，生成下一代种群P (t)“，获取优选个体，并继续进行变异操作 p(t)"，否则输出当前的优选个体。
6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述选择交叉单元具体包括计算子单元，用于计算出第一种群的进化版本p(t)中所有个体的选择概率，并生成一 个随机数；选择子单元，用于根据所述第一种群的进化版本ρ α)中所有个体的选择概率、所述随 机数和预设条件，判断是否存在满足所述预设条件的个体，若存在，则获取该个体作为优选 个体。
7.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述变异单元具体包括根据量子旋转门U( θ )对第一种群的进化版本P(t)执行变异操作，生成新群
8.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述选择交叉单元采用的交叉操作为全干 扰交叉方式。
全文摘要
本发明公开了一种基于云计算系统的资源负载均衡的方法和设备，属于计算机领域。所述方法包括根据云计算系统中资源节点的负载参数，计算出资源节点的动态负载权值，从而完成资源负载均衡。所述设备包括初始化单元，选择交叉单元，变异单元和判断单元。本发明通过将应用型云计算系统中相互独立的任务视为种群，并根据量子遗传模拟退火算法获取种群中的优选个体，从而获取到资源节点的动态负载权值，能够使应用型云计算系统中的资源得到充分利用，实现资源负载均衡。
文档编号G06F9/50GK102063339SQ20101061513
公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者金晨 申请人:北京高森明晨信息科技有限公司