基于入侵肿瘤生长优化的云计算调度算法

摘要

随着云计算应用的发展,云计算任务调度的要求越来越复杂.群智能算法能在满足多种约束限制下,实现复杂的云计算任务调度问题,因而得到广泛应用.入侵肿瘤生长优化算法ITGO(Invasive Tumor Growth Optimization)是一种新型的启发式群智能算法,该算法通过模拟肿瘤的生长和入侵行为,在解空间中搜寻最优解,具有较高的准确性和较快的收敛速度.该文将入侵肿瘤生长优化算法离散化,提出了一种离散化的入侵肿瘤生长调度算法D-ITGO,通过将云计算任务调度方式的可行解即任务一虚拟机对应关系映射成为肿瘤细胞的坐标,使之可以应用于云计算任务调度问题;并针对云计算调度问题进行优化设计,包括:(1)设计生长细胞到入侵细胞的转换策略,使得更容易和更快地跳出局部最优解;(2)设计死亡细胞到入侵细胞转换策略,以避免浪费资源,并提高搜索效率;(3)调整生长细胞的生长步长,在逼近最优解时放慢生长速度,以避免跳过最优解.该文基于CloudSim仿真环境对D-ITGO算法以及优化策略进行了实验测试,并且使用非参数假设检验,对实验结果进行了评估和分析.实验结果和分析结果表明,这些策略均能提高收敛速率和搜索效率,其中,生长细胞到入侵细胞的转换策略和死亡细胞到入侵细胞转换策略在一定程度上减少了计算时间,生长细胞的生长步长调整策略能强化D-ITGO的搜索效率.同时,D-ITGO算法比目前应用于云计算任务调度的算法,在云任务执行时间上有7.1％～11.2％的提升,在调度开销上也有一定的优势.