深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)在云計(jì)算資源分配中的應(yīng)用與OR青年計(jì)劃成果分享
云計(jì)算中,資源分配扮演關(guān)鍵角色。然而,如何全面滿足用戶多樣化需求進(jìn)行合理分配,卻是一大難題。用戶對(duì)云資源的需求各不相同,服務(wù)商的分配策略會(huì)直接關(guān)系到用戶的使用體驗(yàn)和資源使用效率。
云資源分配現(xiàn)狀
服務(wù)商需根據(jù)用戶的具體需求靈活調(diào)整資源分配。舉例來(lái)說(shuō),云計(jì)算平臺(tái)會(huì)根據(jù)用戶的請(qǐng)求,分配靠近用戶位置的虛擬機(jī),以此提升數(shù)據(jù)傳輸速度。這顯示出云計(jì)算在提升用戶使用體驗(yàn)上所做的努力。然而,過(guò)分依賴地理位置近的虛擬機(jī)分配,可能會(huì)導(dǎo)致某些服務(wù)器出現(xiàn)擁堵現(xiàn)象,這是目前資源分配策略的一個(gè)弊端。
云服務(wù)提供商持續(xù)尋求優(yōu)化,力求在滿足用戶需求與提升資源使用效率之間達(dá)到均衡。
深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)資源分配
深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)在資源分配領(lǐng)域展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。Mao等人于2016年便運(yùn)用了這一技術(shù)進(jìn)行資源分配研究。本研究同樣提出了一個(gè)基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的云資源分配策略。該方法能夠依據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前狀況進(jìn)行資源的靈活調(diào)整。比如,在特定云服務(wù)場(chǎng)景中,適時(shí)調(diào)整資源分配能提升任務(wù)處理速度,縮短用戶等待時(shí)長(zhǎng)。
這種做法代表了資源分配優(yōu)化的一條路徑,有助于提高云資源的使用效率。
用戶資源使用時(shí)變因素
用戶在使用資源的過(guò)程中,其需求會(huì)隨時(shí)間而變化。根據(jù)et al. (2021)的研究,當(dāng)用戶持續(xù)使用云計(jì)算服務(wù)時(shí),他們?cè)诓煌瑫r(shí)間段對(duì)計(jì)算資源的需求量是不同的。這就像在進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練這類耗時(shí)較長(zhǎng)的任務(wù)時(shí),資源需求會(huì)在各個(gè)階段出現(xiàn)波動(dòng)。
這推動(dòng)了開(kāi)發(fā)學(xué)習(xí)工具以掌握用戶資源的變化特點(diǎn)。通過(guò)運(yùn)用無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)技術(shù),從用戶過(guò)往資源使用情況入手。這樣做有助于云服務(wù)提供商在不同時(shí)間點(diǎn)更加精確地調(diào)度資源。
阿里巴巴集團(tuán)的資源數(shù)據(jù)
阿里巴巴集團(tuán)公布了眾多實(shí)用信息。這些信息包括了2017至2022年間計(jì)算群體使用路徑的相關(guān)資料。數(shù)據(jù)的生成是有一定步驟的。當(dāng)用戶提出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的請(qǐng)求,這些請(qǐng)求會(huì)被分解成若干小任務(wù)。這些任務(wù)由實(shí)例去執(zhí)行,而云資源調(diào)度中心則會(huì)負(fù)責(zé)為這些實(shí)例分配所需資源,最終這些資源會(huì)被分配到不同的服務(wù)器上以完成用戶的需求。
研究者可借助這些數(shù)據(jù),對(duì)云資源分配的多個(gè)方面進(jìn)行探究。這包括用戶資源的使用與分配狀況、等待時(shí)長(zhǎng),以及工作實(shí)際完成所需的時(shí)間等細(xì)節(jié)。
谷歌云的數(shù)據(jù)特點(diǎn)
谷歌云提供的數(shù)據(jù)具有獨(dú)特性。該數(shù)據(jù)涵蓋了2019年5月谷歌八個(gè)服務(wù)器上運(yùn)行的相關(guān)工作信息。與阿里巴巴的數(shù)據(jù)相比,谷歌的數(shù)據(jù)在時(shí)間序列方面更為詳盡。它能夠觀察到用戶在使用過(guò)程中資源利用情況的實(shí)時(shí)變化。
這有助于根據(jù)實(shí)際需求預(yù)測(cè)不同地點(diǎn)的資源使用狀況,從而便于補(bǔ)充資源,最終提高云服務(wù)的整體效能。
資源分配的目標(biāo)與展望
主要目的是在滿足用戶需求的同時(shí)提高資源分配的效率。然而,在現(xiàn)實(shí)操作中,既要確保資源得到充分利用,又要確保各類應(yīng)用的服務(wù)水平協(xié)議得到維持,這并非易事。以企業(yè)云服務(wù)為例,在復(fù)雜的環(huán)境中,各部門(mén)的需求多變且頻繁變動(dòng)。
未來(lái)我們得持續(xù)尋找新的資源分配途徑,同時(shí)要兼顧分配位置和效率的平衡,還得考慮到資源隨時(shí)間變化的特性。
請(qǐng)問(wèn)您在選用云服務(wù)時(shí),最關(guān)注的資源分配具體有哪些點(diǎn)?期待大家的點(diǎn)贊、轉(zhuǎn)發(fā)和留言。
作者:小藍(lán)
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