云工作流服务的执行优化研究
发布时间：2021-11-02 05:11
随着云计算技术的日益成熟,越来越多的应用被部署到云计算平台中以服务的形式对外提供。工作流作为一种协同工具也可以成为云计算环境中的一项公共服务。本文探讨了云工作流服务（Workflow as a Service）的自适应扩展机制和针对不同类型应用的执行优化问题,主要围绕利用云工作流服务协同Web服务、流数据分析和机器学习三组不同类型的任务时的执行优化策略展开,研究成果集中在如下几个方面:首先,本文设计了“引擎管理平台-引擎-执行者”三层服务架构,此服务架构将任务执行者从引擎中独立出来,引擎负责协同任务执行的逻辑顺序,任务执行者负责任务的具体执行,这样的优势是使得云工作流服务的执行相比于现有的云工作流服务更加灵活、更具有普适性。对于云工作流引擎的部署方式,论文提出了两种不同粒度的部署方式:流程级云工作流引擎分布式部署和任务级云工作流引擎分布式部署。同时,考虑云请求的动态性,提出了基于响应-预测相结合的动态规则的引擎弹性自适应扩展机制,将预测算法、排队论以及弹性规则三种策略进行结合。实验结果表明,本文提出的弹性扩展策略可以准确的捕捉负载的变化并对引擎进行合理的增加和释放。其次,本文提出了面向...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：163 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１云计算的服务层次体系结构［２Ｇ］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｔｈｅ?ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｃｌｏｕｄ?ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ??
流管理系统相比，云计算面对的是一个开放的、面向整个互联网的服务??环境，其涉及到的经济性因素、用户请求数量、云服务的分布范围等都是在传统??工作流管理系统构造中所不涉及的，因此，已有成果并不能解决构建云工作流服??务面临的间题。??屬??ＳｕｂｍｌＴＲｏｓｔ??Ｈｅａｄ?Ｎｏｄｅ??Ｗｏｒｋｅｒ?Ｎｏｄｅ?Ｗｏｒｋｅｒ?Ｎｏｄｅ?Ｗｏｒｋｅｒ?Ｎｏｄｅ??／?—?Ｉ?＾／??Ｉ?Ｉ?＼??Ｓｈａｒｅｄ??Ｓｔｏｒａｇｅ??Ｇｕｅｓｔ?ＯＳ??Ｈｏｓｔ?ＯＳ??图１－２?Ｐｅｇａｓｕｓ工作流系统在云计算平台中的部署架构１??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｐｅｇａｓｕｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?Ｃｌｏｕｄ??１．３．２任务调度箅法??调度问题是一个经典的研究问题，调度算法的好坏将直接影响到系统的性能、??开销和用户体验等。因此，调度问题一童受到工业界和学术界的广泛关注和研究。??资源调度问题本质是任务与资源之间的匹配映射何题，是典型的ＮＰ完全问题＿。??一般地，调度．问題包含四个＿本元素［５４］：??（１）．—组任务集?Ｔｃｗｔ?＝恤／５＾１．，？似＾：２．”－－，切成＇．｝??（２）．任务集上的偏序关系＜??（３）？代价函数；Ｔ：?Ｈ?ｚ＋表示任务的运行时间??（４）．?Ｒｅｓｏｕｒｃｅ??基本的调度问题的目标是偏序条件下将任务：Ｔａｉ映射到资源上４使得完成??时间最短》??目前，关于调度问题已经存在许多研究成果，根据任务之间是否存在依赖关??—８?—??
上海交通大学博士学位论文?第一章绪论??进化遗传壽法?ＣＧＡ２?（ｃｏｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ?ｇｅｎｅｔｉｃ?ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）?０?ＣＧＡ２?雾锋??的优化目标是截止期限约束下总开销最少。??。基于调度系统架构：??依据调度系统的架构可以划分为集中式调度、分散式调度和分布式调??度三种类型、，如图１－４所示Ｐ集中式调度長指整个系统通过一个中央调度器??对整个工作流调度；分散式调度又称为分层式调度，除了中央调度器之外，??还存在多个子调度器，每个子调度器负责一组任务，所有子调度器由中央??调度器统一管理；分布式调度器不存在中央调度器，多个子调度器之间自??主协同。三种架构的调度器各有优点，分别适用于不同的场景０??ｆ（Ｂ，?８?８ＢｌｆＩ＾?Ａ＂！？??？?ｌｉｌ?？?８?？＇？?ｆｉ８Ｂ，？??ｉ?＾?９?ｌｔＢ，?８?Ｊ１?？??９?＿?Ｓ?ｄ?Ｓ?９??（ａ）集中式架构?（ｂ）集中式架构?（ｃ）分布式架构??图１－４集中式、分散式和分布式架构??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?Ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ，?Ｄｅｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ，?ａｎｄ?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ?Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ??对于工作流系统爾言ｉ集中式架构工作流系统（Ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ?Ｗｏｒｋｆｌｏｗ??Ｓｙｓｔｅｍ）只存在一个工作流引篆＾个流程实例作为整体由此工作流引擎??调度执行，即流程的所有的任务由此工怍流引擎调度执行，如图１－４．⑷所??示。集中式：工怍流系统最大的特点就是部署结构筒单，由于集中式：Ｃ作流??系统只有一个工作流引擎，运行在性能显著的云主机因此不考虑多个??引擎之间的分布式协作问题。集中式工作流系统通常应用于传统
本文编号：3471403
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：163 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－１云计算的服务层次体系结构［２Ｇ］??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｔｈｅ?ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｃｌｏｕｄ?ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ??
流管理系统相比，云计算面对的是一个开放的、面向整个互联网的服务??环境，其涉及到的经济性因素、用户请求数量、云服务的分布范围等都是在传统??工作流管理系统构造中所不涉及的，因此，已有成果并不能解决构建云工作流服??务面临的间题。??屬??ＳｕｂｍｌＴＲｏｓｔ??Ｈｅａｄ?Ｎｏｄｅ??Ｗｏｒｋｅｒ?Ｎｏｄｅ?Ｗｏｒｋｅｒ?Ｎｏｄｅ?Ｗｏｒｋｅｒ?Ｎｏｄｅ??／?—?Ｉ?＾／??Ｉ?Ｉ?＼??Ｓｈａｒｅｄ??Ｓｔｏｒａｇｅ??Ｇｕｅｓｔ?ＯＳ??Ｈｏｓｔ?ＯＳ??图１－２?Ｐｅｇａｓｕｓ工作流系统在云计算平台中的部署架构１??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｐｅｇａｓｕｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?Ｃｌｏｕｄ??１．３．２任务调度箅法??调度问题是一个经典的研究问题，调度算法的好坏将直接影响到系统的性能、??开销和用户体验等。因此，调度问题一童受到工业界和学术界的广泛关注和研究。??资源调度问题本质是任务与资源之间的匹配映射何题，是典型的ＮＰ完全问题＿。??一般地，调度．问題包含四个＿本元素［５４］：??（１）．—组任务集?Ｔｃｗｔ?＝恤／５＾１．，？似＾：２．”－－，切成＇．｝??（２）．任务集上的偏序关系＜??（３）？代价函数；Ｔ：?Ｈ?ｚ＋表示任务的运行时间??（４）．?Ｒｅｓｏｕｒｃｅ??基本的调度问题的目标是偏序条件下将任务：Ｔａｉ映射到资源上４使得完成??时间最短》??目前，关于调度问题已经存在许多研究成果，根据任务之间是否存在依赖关??—８?—??
上海交通大学博士学位论文?第一章绪论??进化遗传壽法?ＣＧＡ２?（ｃｏｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ?ｇｅｎｅｔｉｃ?ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）?０?ＣＧＡ２?雾锋??的优化目标是截止期限约束下总开销最少。??。基于调度系统架构：??依据调度系统的架构可以划分为集中式调度、分散式调度和分布式调??度三种类型、，如图１－４所示Ｐ集中式调度長指整个系统通过一个中央调度器??对整个工作流调度；分散式调度又称为分层式调度，除了中央调度器之外，??还存在多个子调度器，每个子调度器负责一组任务，所有子调度器由中央??调度器统一管理；分布式调度器不存在中央调度器，多个子调度器之间自??主协同。三种架构的调度器各有优点，分别适用于不同的场景０??ｆ（Ｂ，?８?８ＢｌｆＩ＾?Ａ＂！？??？?ｌｉｌ?？?８?？＇？?ｆｉ８Ｂ，？??ｉ?＾?９?ｌｔＢ，?８?Ｊ１?？??９?＿?Ｓ?ｄ?Ｓ?９??（ａ）集中式架构?（ｂ）集中式架构?（ｃ）分布式架构??图１－４集中式、分散式和分布式架构??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?Ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ，?Ｄｅｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ，?ａｎｄ?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ?Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ??对于工作流系统爾言ｉ集中式架构工作流系统（Ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ?Ｗｏｒｋｆｌｏｗ??Ｓｙｓｔｅｍ）只存在一个工作流引篆＾个流程实例作为整体由此工作流引擎??调度执行，即流程的所有的任务由此工怍流引擎调度执行，如图１－４．⑷所??示。集中式：工怍流系统最大的特点就是部署结构筒单，由于集中式：Ｃ作流??系统只有一个工作流引擎，运行在性能显著的云主机因此不考虑多个??引擎之间的分布式协作问题。集中式工作流系统通常应用于传统
本文编号：3471403
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