面向云数据中心资源调度的多目标入侵肿瘤生长优化算法研究

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:myg3801403
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
为高效应对日趋复杂的用户需求同时满足绿色集约的发展战略,云数据中心的资源调度需要满足资源利用率、经济效益、服务质量、环保效益等多重目标,但这些目标之间往往存在相互制约和矛盾。本文主要针对集群部署的批处理计算任务和在线服务这两种不同类型的作业,对新型群智能算法—入侵肿瘤生长优化算法ITGO(Invasive Tumor Growth Optimization)进行研究,并应用于解决云数据中心资源调度的多目标优化问题。首先针对云数据中心的批处理计算任务调度问题,本文提出了一种基于入侵肿瘤生长优化的多目标调度框架MTS-ITGO,以解决批处理任务完成时间、能耗和资源成本三个相互约束目标的协同优化问题。为了提高任务调度性能,减少调度过程中的不合理分配,MTS-ITGO将任务调度过程分为机器分配和时隙分配两个阶段。通过应用帕累托优化模型和二维带装箱问题模型,MTS-ITGO在ITGO中结合了改进的Skyline算法,以最大限度地减少批处理计算任务的完成时间、能耗和资源成本。同时MTSITGO利用肿瘤细胞模型的特点,对解空间进行细粒度高效搜索,有效增强解的多样性,提高收敛速度。本文使用Alibaba cluster-trace-v2018数据集的实际生产集群数据构建模拟云环境,实验结果表明,与其他先进算法相比,MTS-ITGO在三个优化目标上都取得了更好的结果。针对云数据中心的微服务容器调度问题,本文提出了一种多目标入侵肿瘤生长优化算法MCS-ITGO,针对降低微服务之间的网络传输开销、平衡集群的负载、提高服务可用性这三个目标进行优化求解。首先将微服务之间的交互和依赖关系建模为微服务调用图,在算法初始化阶段,对大规模微服务调用图进行分析和识别,根据图结构向下纵深推进的路径,将满足条件的重型微服务调用图拆解为若干结构更加简洁的微服务链。基于对微服务体系结构和容器生命周期的统筹管理,本文提出一种容器迁移策略,通过容器镜像复用来缓解容器创建过程中重复拉取镜像的问题。本文使用Alibaba cluster-trace-microservices-v2021数据集中真实生产集群的采样数据构建仿真环境,实验结果表明,面向微服务容器调度的MCS-ITGO算法在工作期限违反率、网络传输开销和集群负载均衡度等方面具有良好的表现。
其他文献
现实生活中,视觉图像数据的分布大多都是服从长尾分布的,类与类之间样本数目不平衡,小部分类别(即头部类)拥有较多的样本,而大部分的类别(即少数类,包括尾部类和部分中间类)样本数目较少。使用常规方法基于长尾不平衡数据集训练得到的模型整体识别效果低下,模型对头部类样本的识别准确率较高,对少数类样本的识别准确率很低。通过对常规方法的分类结果进行分析,本文发现模型倾向于将少数类的样本预测到与其特征相似的头部
学位
图像语义分割作为计算机视觉研究领域的重要分支,被广泛应用于自动驾驶,医疗图像分析和人机交互等场景。目前,基于深度学习的图像语义分割算法依赖于使用大量的像素级标注用于训练,由于获取此类标注需要昂贵的时间和经济代价,全监督语义分割算法的性能和泛化性均受到了制约。为了减少对像素级标注信息的依赖,基于更弱标注信息的弱监督语义分割算法被陆续提出。本文对基于图像级类别标签的弱监督语义分割算法展开了研究,并针对
学位
酮病是围产期奶牛高发的能量代谢障碍性疾病,其会引起免疫功能抑制,导致产后感染性疾病的风险增加。中性粒细胞是机体抗感染免疫的前线,其通过释放胞外诱捕网(NETs)捕获并杀灭入侵机体的病原微生物。酮病奶牛外周血中高浓度的β-羟基丁酸(BHB)可以抑制NETs形成,可能是造成奶牛免疫抑制的重要原因。然而,BHB抑制奶牛NETs形成的机制尚不清楚。本研究选取了5头健康的围产期奶牛(产后3周内),分离得到外
学位
优质的卵母细胞是成功受精和胚胎发育的先决条件,是生命开始的物质基础。如果卵母细胞没有及时受精,排出的卵母细胞在体内或体外会经历一个时间依赖性的退化过程,称为卵母细胞老化。卵母细胞老化会导致烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)含量下降、DNA损伤增加、线粒体功能障碍和表观遗传修饰改变。表观遗传修饰包括对DNA和相关组蛋白的共价及非共价修饰,可控制基因表达、染色质结构和基因组稳定性。其中,DNA甲基化(5
学位
分布式聚类目前已经成为一个具有吸引力和挑战性的研究课题。尽管进化计算被认为是解决复杂数据聚类问题的有效的方法,但是目前很少有研究使用进化计算来解决分布式聚类问题。目前大多数分布式聚类算法都是基于传统聚类算法的改进,仍然会受到传统聚类算法的限制。同时由于每个节点只存储着一部分的数据,算法的准确性相较于集中式的聚类算法通常会降低。此外聚类与图划分的目的相同,随着一张图包含的数据越来越多,值得探索将分布
学位
随着深度神经网络的发展,生成对抗网络(GAN)生成的图像非常逼真,人眼很难区分,近年的研究已经提出了一些检测方法来区分GAN生成的图像和真实的图像。但是研究发现,在对抗攻击下这些检测方法的表现很脆弱,检测成功率下降显著,现有的攻击方法多数依赖于特定检测器的先验信息和向特定检测器的查询,并且处理的样本很容易被其它类型的检测器检测到。为了探究攻击者在无法获得任何检测器先验信息且无法向检测器查询的现实场
学位
众包是依赖于大量众包参与者的贡献来完成各种任务的模式。随着移动设备的迅速普及,“空间众包”模式应运而生。近年来车辆被广泛应用于空间众包模式中,驾驶员和乘客可以借助自身的能力来完成一系列的主动任务,车辆上的传感器则可以被动的完成感知任务。在该背景下,合理的众包任务分配方式能够有效的提高众包任务的完成质量乃至降低任务的开销。此外,车辆众包的另一主要应用模式便是众包物流。由于该模式刚刚兴起,在物流路径规
学位
随着手机、相机等拍摄设备以及互联网的广泛普及与发展,互联网上的图像数据呈现爆炸式增长。这些图像数据包含着丰富的信息与潜在的巨大价值,如何在大规模图像数据中进行高效检索已成为亟待解决的问题。对于海量图像数据,并非所有图像数据都具有标签信息,因此,如何根据图像自身的内容信息进行检索(即基于内容的图像检索技术)便成为了图像检索领域的研究热点。哈希方法具有较高检索效率以及较低存储空间占用的优点,是基于内容
学位
乳腺炎是危害乳业最严重的疾病之一,在世界范围内可造成巨大的经济损失。金黄色葡萄球菌是诱发奶牛乳腺炎常见的病原菌之一。目前临床上主要应用抗生素来治疗乳腺炎,但抗生素长期滥用导致金黄色葡萄球菌耐药性不断增强。因此,迫切需要寻找防治金黄色葡萄球菌感染的替代策略。金黄色葡萄球菌具有很强的生物膜形成能力,其定植及毒力产生大部分依赖于其群体感应系统和生物膜的形成。细菌生物膜被认为是金黄色葡萄球菌持续感染存在的
学位
旋毛虫是一种常见的人兽共患寄生虫,其宿主分布十分广泛,对畜牧业造成了巨大经济损失。泛素化修饰是一种重要的蛋白翻译后修饰,其在真核细胞内广泛存在。泛素化修饰通过蛋白降解途径或其他非蛋白降解途径调控细胞增殖、凋亡、自噬、内吞、DNA损伤修复以及免疫应答等各种生理过程。同时,泛素化修饰还与病原的感染与入侵有关,其中寄生虫可以通过挟持宿主泛素化修饰途径以逃避宿主的免疫应答。但是旋毛虫是否通过分泌泛素化酶来
学位