基于负载均衡的资源调度模型及其算法(2)
在对负载均衡算法研究的基础上，不少专家也提出了一些基于负载均衡资源调度模型。比如：吕良干[4]设计了一种通过信任驱动来建立的资源调度模型，该模型的算法求解过程是通过启发式算法来具体实现的。
1负载均衡概述
1.1负载均衡定义
无论是云计算，还是以前的分布式计算和网格计算，都有这样的特点：就是把各种软硬件资源整合起来共同处理任务。但是在任务分配的过程中，可能会出现一些服务器负载过重，而一些服务器负载过轻，从而影响系统的整体性能和资源的利用率。
负载均衡[5]有两方面的含义：(1) 将大量的并发访问或数据流量分担到多台节点设备上分别处理，减少用户等待响应的时间；(2) 把单个重负载的运算分摊到多台节点设备上做并行处理，待每个节点设备处理结束后，将结果汇总，返回给用户，大大提高了系统的处理能力。
1.2负载均衡原理
负载均衡就像在一个果园里面摘桃子一样，如果只分配一个人完成那耗时会很大，并且这个人也会很劳累不堪重负。如果分配给多个人，那么不但耗时较小，而且每个人的工作量也不是太大。这种均衡对于不同的应用来说，其处理策略也是不同的。比如对于计算密集型的应用就需要给它分配高性能CPU的节点，同时任务调度的时候也是要将其迁移到高性能CPU的节点上去的。而对于存储密集型的应用，则需要给它存储能力好的节点和有较快的读取速度。而对于带宽要求较高的应用，则需要为其提供较高的带宽和较高的传输速率，以满足对带宽和传输任务的需求。
1.3负载均衡的策略
负载均衡策略按调度粒度的不同可以分为基于任务的负载均衡和基于资源的负载均衡。基于任务调度的负载均衡策略是通过将任务均衡的分配到资源节点上来实现各服务器间负载的相对均衡，从而降低任务占用资源的时间，充分利用了系统的资源。而基于资源调度的负载均衡策略是通过将虚拟资源按一定的均衡策略分配给用户请求的任务，由于降低用户的等待时间，提高了系统的资源利用率。
负载均衡策略[6]要解决的问题主要有：
(1) 解决网络拥塞问题，服务就近提供，实现地理位置无关性。
(2) 为用户提供更好的访问质量。
(3) 提高服务器响应速度。
(4) 提高服务器及其他资源的利用效率。
(5) 避免了网络关键部位出现单点失效。
1.4虚拟化技术
虚拟化技术[7]是云计算系统的核心组成部分之一，是将各种计算及存储资源充分整合和高效利用的关键技术。它将应用程序以及数据，在不同的层次以不同的面貌加以展现，从而使得不同层次的使用者、开发及文持人员，都能够方便的使用、开发及文护存储的数据。虚拟化技术可以提供以下特点：
(1) 资源分享。通过虚拟机封装用户各自的运行环境，有效实现多用户分享数据中心资源。
(2) 资源定制。用户利用虚拟化技术，配置私有的服务器，指定所需的cpu 数目、内存容量、磁盘空间，实现资源的按需分配。
(3) 细粒度资源管理。将物理服务器拆分成若干虚拟机，可以提高服务器的资源利用率，减少浪费，而且有助于服务器的负载均衡和节能。
基于以上特点，虚拟化技术成为实现云计算资源池化和按需服务的基础。
2负载均衡模型的建立
2.1负载均衡问题描述及模型的建立
虚拟化技术的运用，原有的分布式计算、网格计算、并行计算等技术得到了进一步的发展，云计算应运而生。云计算把所有的软硬件资源都虚拟成一个资源池，然后根据用户的需求进行动态分配，同时又把一台物理主机虚拟成多台虚拟机，分别用来单独运行应用并处理各个任务。由于虚拟机的隔离和封装的特性，使得应用之间的运行互不影响，这样不仅提高了任务和应用的并行能力，减少了用户的等待时间，而且使系统的整体性能大大提高。