[论文解读] League Championship Algorithm Based Job Scheduling Scheme for Infrastructure as a Service Cloud.

M. Abdulhamid, Muhammad Shafie Abd Latiff|arXiv (Cornell University)|Sep 22, 2014

Cloud Computing and Resource Management参考文献 5被引用 9

一句话总结

本文提出了一种基于联赛锦标赛算法（LCA）的基础设施即服务（IaaS）云环境作业调度方案，以优化性能。在5000个作业和10至130台虚拟机的测试中，LCA方法在减少平均响应时间、完成时间跨度（makespan）和平均完成时间方面优于先来先服务（FCFS）和最后作业优先（LJF），展现出在非抢占式调度环境中的卓越效率。

ABSTRACT

In this research work, we proposed a job scheduling algorithm based on the LCA optimization technique for the IaaS cloud. Two other well established algorithms i.e. First Come First Served (FCFS) and Last Job First (LJF) were used to evaluate the performance of the proposed algorithm. The parameters used for measuring the scheduling algorithms in this experiment are based on three factors - Average Response Time, Makespan Time, and the Average Completion Time. The data set was formed by using workload 5000 processes (jobs). The experiment was performed by varying the number of virtual machines in the IaaS cloud from 10 to 130. All three algorithms assumed to be non-preemptive.

研究动机与目标

• 解决传统作业调度算法在IaaS云环境中存在的低效问题。
• 减少云作业调度中的平均响应时间、完成时间跨度（makespan）和平均完成时间。
• 将新型基于LCA的调度算法性能与FCFS和LJF等成熟基准进行评估。
• 在非抢占式执行模型下，分析不同虚拟机数量（10至130台）下的调度效率。

提出的方法

• 所提出的基于LCA的调度算法采用受体育联赛竞赛启发的元启发式优化技术，将作业分配给虚拟机。
• 该算法基于三个关键指标评估作业调度性能：平均响应时间、完成时间跨度（makespan）和平均完成时间。
• 实验使用固定规模的5,000个作业数据集，模拟非抢占式调度条件下真实世界的云工作负载。
• 性能与两种传统算法进行基准对比：先来先服务（FCFS）和最后作业优先（LJF）。
• 虚拟机数量系统性地从10台变化至130台，以评估LCA方法的可扩展性和适应性。
• 所有调度策略均在相同的非抢占式执行约束条件下进行评估，以确保公平比较。

实验结果

研究问题

• RQ1 基于LCA的调度算法在平均响应时间方面与FCFS和LJF相比表现如何？
• RQ2 虚拟机数量变化（10至130台）对基于LCA的调度方案完成时间跨度（makespan）有何影响？
• RQ3 LCA算法如何影响IaaS云环境中作业的平均完成时间？
• RQ4 与传统先到先服务和后到先服务策略相比，LCA算法在多大程度上提升了调度效率？

主要发现

• 在所有测试的虚拟机配置下，基于LCA的调度算法均实现了低于FCFS和LJF的平均响应时间。
• 使用LCA方法后，完成时间跨度（makespan）显著降低，尤其在虚拟机数量从10台增至130台时更为明显。
• 基于LCA的算法使作业的平均完成时间最小化，展现出更高的整体作业吞吐量。
• 基于LCA的方案在性能改进方面表现出一致性，尤其在虚拟机数量较多的大规模云环境中优于FCFS和LJF。