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基于最小费用最大流的大规模资源调度方法
引用本文:陈晓旭,吴恒,吴悦文,陆志刚,张文博.基于最小费用最大流的大规模资源调度方法[J].软件学报,2017,28(3):598-610.
作者姓名:陈晓旭  吴恒  吴悦文  陆志刚  张文博
作者单位:中国科学院软件研究所软件工程技术研究开发中心, 北京 100190;中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室, 北京 100190;中国科学院中国科学院大学, 北京 100049,中国科学院软件研究所软件工程技术研究开发中心, 北京 100190,中国科学院软件研究所软件工程技术研究开发中心, 北京 100190;中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室, 北京 100190;中国科学院中国科学院大学, 北京 100049,中国科学院软件研究所计算机科学国家重点实验室, 北京 100190;中国科学院中国科学院大学, 北京 100049,中国科学院软件研究所软件工程技术研究开发中心, 北京 100190
基金项目:国家重点研发计划(2016YFB1000103);国家自然基金(61572480);国家科技支撑计划(2015BAH55F02)
摘    要:并行作业是大规模资源调度的研究热点.已有研究工作通常采用队列进行资源调度建模,仅能满足局部最优解,只能适应调度目标固定不变的场景,灵活性不够.提出了一种基于最小费用最大流的大规模资源调度建模方法,将任务的资源需求和物理资源供给问题转换成最小费用最大流图的构造和求解问题.首先,选择公平性、优先级和放置约束三种典型度量作为切入点,从资源视角映射为图的构造问题,通过改变图的结构使其具备适应性调整能力.其次,针对图的求解时间复杂度高的问题,实现了一种增量式优化算法.最后,实验对比公平性、优先级和放置约束三种资源调度典型系统,验证了本方法可通过按需配置,支持多种调度目标,具备灵活性.并通过实验仿真验证了万级规模下基于图的资源调度延迟,比基于未优化图算法的资源调度延迟最多降低10倍.

关 键 词:资源调度  最小费用最大流  增量式算法
收稿时间:2016/7/31 0:00:00
修稿时间:2016/9/14 0:00:00

Large-Scale Resource Scheduling Based on Minimum Cost Maximum Flow
CHEN Xiao-Xu,WU Heng,WU Yue-Wen,LU Zhi-Gang and ZHANG Wen-Bo.Large-Scale Resource Scheduling Based on Minimum Cost Maximum Flow[J].Journal of Software,2017,28(3):598-610.
Authors:CHEN Xiao-Xu  WU Heng  WU Yue-Wen  LU Zhi-Gang and ZHANG Wen-Bo
Affiliation:Technology Center of Software Engineering, Institute of Software, The Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China;State Key Laboratory of Computer Science, Institute of Software, The Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China;University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China,Technology Center of Software Engineering, Institute of Software, The Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China,Technology Center of Software Engineering, Institute of Software, The Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China;State Key Laboratory of Computer Science, Institute of Software, The Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China;University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China,State Key Laboratory of Computer Science, Institute of Software, The Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China;University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China and Technology Center of Software Engineering, Institute of Software, The Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
Abstract:Concurrent job is a hot topic in large-scale resource scheduling research.Existing efforts employ queueing model with local optimal solution to schedule co-located tasks,it can only fit a specific requirement.Hence,how a single scheduler to meet diverse requirments is challenging.In this paper,we introduce Sirius,a new foundation basd on minimum cost maximum flow network for resource scheduling.It is easy to express scheduling requirments,including FAIRNESS,PRIORITY and PLACEMENT CONSTRAINT,on a unified way,which is a typical graph construction and solution problem.Meanwhile,we speed up flow network solver by representing an incremental algorithm,which can significantly reduce runtime of flow network solver upto 10 times.
Keywords:resource scheduling  minimum cost maximum flow network  incremental algorithm
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