一种智能云计算运行管理系统的制作方法
【专利摘要】本发明的智能云计算运行管理系统，通过设置数据汇总中继单元、第一资源调节单元、第二资源调节单元、以及数据协助处理单元，实现了对整个云计算系统的运算量的精确调节和能耗的准确控制，同时增强了数据抗失效的水平，提高了整个系统的运行效率。
【专利说明】一种智能云计算运行管理系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及云计算领域，尤其涉及一种智能云计算运行管理系统。
【背景技术】
[0002] 云计算（cloudcomputing)，分布式计算技术的一种，其最基本的概念，是透过网 络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再交由多部服务器所组成的庞 大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。透过这项技术，网络服务提供者可以 在数秒之内，达成处理数以千万计甚至亿计的信息，达到和"超级计算机"同样强大效能的 网络服务。
[0003] -个基于云计算技术的计算机运行管理称为"云"。云计算具有以下特点：
[0004] (1)超大规模。"云"具有相当的规模，企业私有云一般拥有数百上千台服务器。 "云"能赋予用户前所未有的计算能力；
[0005] (2)模拟化。云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的 资源来自"云"，而不是固定的有形的实体。应用在"云"中某处运行，但实际上用户无需了 解、也不用担心应用运行的具体位置；
[0006] (3)高可靠性。"云"使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障 服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机可靠；
[0007] (4)通用性。云计算不针对特定的应用，在"云"的支撑下可以构造出千变万化的 应用，同一个"云"可以同时支撑不同的应用运行；
[0008] (5)高可扩展性。"云"的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要；
[0009] (6)极其廉价。由于"云"的特殊容错措施可以采用极其廉价的节点来构成云。 [0010] 然而现有的云计算系统，在整体资源或系统整体运算量调配方面依然存在效率 低、能耗高的缺陷，以及系统分布式终端机数据获取的可靠性低的问题，这导致整个云计算 系统无法发挥其巨大高效的计算能力。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
[0012] 根据本发明的实施方式，提出一种智能云计算运行管理系统，所述系统包括：中央 处理单元、多个数据获得单元、多个数据汇总中继单元、第一资源调节单元、第二资源调节 单元、以及数据协助处理单元；其中，
[0013] 所述多个数据获得单元，分别设置并运行于所述运行管理系统中的各个分布式计 算机上，用于根据中央处理单元的指令获得运行于分布式计算机的各模拟机的即时运行信 息；
[0014] 所述多个数据汇总中继单元，用于汇总各数据获得单元获得的即时运行信息，并 将汇总的即时运行信息发送至第一资源调节单元以及第二资源调节单元；
[0015] 所述第一资源调节单元，用于接收各个数据汇总中继单元传送的即时运行信息， 依据预设的第一资源调节准则对系统资源的分配进行第一类型调整；
[0016] 所述第二资源调节单元，用于接收各个数据汇总中继单元传送的即时运行信息， 依据预设的第二资源调节准则对系统资源的分配进行第二类型调整；以及
[0017] 所述数据协助处理单元，用于对需要进行云计算处理的中间数据进行协助处理。
[0018] 根据本发明的实施方式，所述数据获得单元具体包括：
[0019] 数据接收电路，用于接收获得中央处理单元指令，通过模拟机定位器获得运行在 分布式计算机上的模拟机的即时运行信息，再将获得的信息发送到数据冗余删减电路；
[0020] 数据冗余删减电路，用于接收获得中央处理单元的指令，对所获取的数据接收电 路传来的模拟机即时运行信息，使用数据冗余删减算法进行冗余删减处理，并将冗余删减 后的信息存入本机存储器中；
[0021] 本机存储器，运行在分布式计算机上，用于存储冗余删减后的模拟机即时运行信 息；
[0022] 信息访问电路，用于在中央处理单元的控制下，从本机存储器中读取模拟机即时 运行信息，并将所述信息传输到第一串口电路中；以及
[0023] 第一串口电路，负责提供数据通信的通道，用于维护与数据汇总中继单元和中央 处理单元之间的通信与数据传输；接收信息访问电路传输的模拟机即时运行信息，并将这 些信息发送到数据汇总中继单元中。
[0024] 根据本发明的实施方式，所述数据汇总中继单元具体包括：
[0025] 程控I/O序列电路，用于接收序列管理电路传送来的分布式计算机的MAC地址，并 将所述地址存入程控I/O序列中，再在打包处理电路控制下，将程控I/O序列中的MAC地址 传输到打包处理电路；
[0026] 序列管理电路，从第二串口电路中接收数据获得单元传送来的分布式计算机的 MAC地址，并将所述MAC地址传送给程控I/O序列电路；当程控I/O序列中的MAC地址无效 时，所述电路负责删除程控I/O序列中的无效MAC地址；
[0027] 打包处理电路，负责从程控I/O序列电路中周期地获取MAC地址，并对所述MAC地 址进行处理，打包为数据传输指令后，将所述指令发送至第二串口电路；
[0028] 第二串口电路，用于将数据获得单元向数据汇总中继单元发送的MAC地址转发给 序列管理电路；同时接收打包处理电路传输来的数据传输指令，再根据所述数据传输指令 中的MAC地址将所述数据传输指令发送到指定的数据获得单元；
[0029] 数据汇总电路，作为数据汇总中继单元的核心，接收多个数据获得单元上传的模 拟机的即时运行信息，并对这些信息进行组合、汇总后，发送至第一资源调节单元以及第二 资源调节单元。
[0030] 根据本发明的实施方式，所述第一资源调节单元具体包括：
[0031] 运算量获得电路，用于周期地接收来自数据汇总中继单元所汇总的数据获得单元 数量和数据获得单元获得频率的运算量信息，再把这些运算量信息传输到运算量计算电 路；
[0032] 运算量计算电路，用于对来自运算量获得电路的运算量信息进行处理，并使用处 理后的信息周期更新运算量信息表，以使运算量信息表能实时反映分布式计算机的运算量 状况；
[0033] 运算量信息表，用于接收运算量计算电路传送来的表征分布式计算机的运算量状 况的信息，使得以列表形式展示第一资源调节单元所管理的每个数据汇总中继单元和数据 获得单元的运算量信息；
[0034] 运算量适配电路，用于读取运算量信息表，并按照所述电路存储的处理数据汇总 请求的调节方案，将新的数据获得单元的汇总请求分配到设定的数据汇总中继单元上。
[0035] 根据本发明的实施方式，所述第二资源调节单元包括：
[0036] 信息接收电路，用于接收数据汇总中继单元发送的系统即时运行信息；
[0037] 第一模拟机统计电路，用于根据系统即时运行信息获取当前云计算系统中所具有 的模拟机个数；
[0038] 第二模拟机统计电路，用于根据系统即时运行信息统计当前云计算系统中每台分 布式计算机上的模拟机个数，并根据所述每台分布式计算机上的模拟机个数进行排列；
[0039]阈值判断电路，用于根据所述云计算系统中每台分布式计算机的最大模拟机容 量、以及所述模拟机个数判断所需分布式计算机的最小阈值个数n;
[0040]目标组确定电路，用于根据第二模拟机统计电路的排列结果选择模拟机个数最多 的n个分布式计算机作为目标组；
[0041] 数据搬移组确定电路，用于将除去所述目标组外的分布式计算机上的模拟机作为 数据搬移组，并根据除去所述目标组外的分布式计算机的模拟机数目进行排列；
[0042] 数据搬移电路，用于在数据搬移组中根据分布式计算机上模拟机数目从少到多依 次进行选择，并将选择的当前模拟机与所述目标组进行对应，直至数据搬移组中所有模拟 机均与所述目标组对应后，根据所述数据搬移组与所述目标组之间的对应关系依次实现模 拟机数据搬移。
[0043] 根据本发明的实施方式，所述数据协助处理单元具体包括：第三串口电路、数据灾 备电路、数据格式判断电路、标准化数据预处理电路以及非标准化数据预处理电路；其中，[0044] 所述第三串口电路用于接收数据获得单元通过第一串口电路发送的数据；
[0045] 所述数据灾备电路用于对接收的数据获得单元发送的数据进行灾备处理；
[0046] 所述数据格式判断电路用于对接收的数据获取单元发送的数据进行格式判断，所 述格式包括标准化格式和非标准化格式；
[0047] 所述标准化数据预处理电路用于对标准化格式数据进行预处理，包括将获得的多 种标准化格式数据转换为统一的格式化数据；
[0048] 所述非标准化数据预处理电路用于对非标准化格式数据进行预处理；其包括获取 所述非标准化格式的特征数据，并将所述特征数据进行存储，然后将存储地址发送至中央 处理单元；
[0049] 所述第三串口电路还用于根据中央处理单元指令将上述经过预处理的数据分发 至各分布式计算机进行后续处理。
[0050] 本发明的智能云计算运行管理系统，通过设置数据汇总中继单元、第一资源调节 单元、第二资源调节单元、以及数据协助处理单元，实现了对整个云计算系统的运算量的精 确调节和能耗的准确控制，同时增强了数据抗失效的水平，提高了整个系统的运行效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0051] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通 技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明 的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0052] 附图1示出了根据本发明实施方式的智能云计算运行管理系统结构示意图；
[0053] 附图2示出了根据本发明实施方式的数据获得单元结构示意图；
[0054] 附图3示出了根据本发明实施方式的数据汇总中继单元结构示意图；
[0055] 附图4示出了根据本发明实施方式的第一资源调节单元结构示意图；
[0056] 附图5示出了根据本发明实施方式的第二资源调节单元结构示意图；
[0057] 附图6示出了根据本发明实施方式的数据协助处理单元结构示意图。
【具体实施方式】
[0058] 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公 开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实 施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公 开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0059] 根据本发明的实施方式，提出一种智能云计算运行管理系统，如附图1所示，所述 系统包括：中央处理单元、多个数据获得单元、多个数据汇总中继单元、第一资源调节单元、 第二资源调节单元、以及数据协助处理单元；其中，
[0060] 所述多个数据获得单元，分别设置并运行于所述运行管理系统中的各个分布式计 算机上，用于根据中央处理单元的指令获得运行于分布式计算机的各模拟机的即时运行信 息；所述即时运行信息可以包括，但不限于，计算机MAC地址、获得单元数量、数据获得频 率、各模拟机工作状态等；
[0061] 所述多个数据汇总中继单元，用于汇总各数据获得单元获得的即时运行信息，并 将汇总的即时运行信息发送至第一资源调节单元以及第二资源调节单元；
[0062] 所述第一资源调节单元，用于接收各个数据汇总中继单元传送的即时运行信息， 依据预设的第一资源调节准则对系统资源的分配进行第一类型调整；
[0063] 所述第二资源调节单元，用于接收各个数据汇总中继单元传送的即时运行信息， 依据预设的第二资源调节准则对系统资源的分配进行第二类型调整；以及
[0064] 所述数据协助处理单元，用于对需要进行云计算处理的中间数据进行协助处理。
[0065] 根据本发明的实施方式，如附图2所示，所述数据获得单元具体包括：
[0066] 数据接收电路，用于接收获得中央处理单元指令，通过模拟机定位器获得运行在 分布式计算机上的模拟机的即时运行信息，再将获得的信息发送到数据冗余删减电路；
[0067] 数据冗余删减电路，用于接收获得中央处理单元的指令，对所获取的数据接收电 路传来的模拟机即时运行信息，使用数据冗余删减算法进行冗余删减处理，并将冗余删减 后的信息存入本机存储器中；
[0068] 本机存储器，运行在分布式计算机上，用于存储冗余删减后的模拟机即时运行信 息；
[0069] 信息访问电路，用于在中央处理单元的控制下，从本机存储器中读取模拟机即时 运行信息，并将所述信息传输到第一串口电路中；以及
[0070] 第一串口电路，负责提供数据通信的通道，用于维护与数据汇总中继单元和中央 处理单元之间的通信与数据传输；接收信息访问电路传输的模拟机即时运行信息，并将这 些信息发送到数据汇总中继单元中。
[0071] 根据本发明的实施方式，如附图3所示，所述数据汇总中继单元具体包括：
[0072] 程控I/O序列电路，用于接收序列管理电路传送来的分布式计算机的MAC地址，并 将所述地址存入程控I/O序列中，再在打包处理电路控制下，将程控I/O序列中的MAC地址 传输到打包处理电路；
[0073] 序列管理电路，从第二串口电路中接收数据获得单元传送来的分布式计算机的 MAC地址，并将所述MAC地址传送给程控I/O序列电路；当程控I/O序列中的MAC地址无效 时，所述电路负责删除程控I/O序列中的无效MAC地址；
[0074] 打包处理电路，负责从程控I/O序列电路中周期地获取MAC地址，并对所述MAC地 址进行处理，打包为数据传输指令后，将所述指令发送至第二串口电路；
[0075] 第二串口电路，用于将数据获得单元向数据汇总中继单元发送的MAC地址转发给 序列管理电路；同时接收打包处理电路传输来的数据传输指令，再根据所述数据传输指令 中的MAC地址将所述数据传输指令发送到指定的数据获得单元；
[0076] 数据汇总电路，作为数据汇总中继单元的核心，接收多个数据获得单元上传的模 拟机的即时运行信息，并对这些信息进行组合、汇总后，发送至第一资源调节单元以及第二 资源调节单元。
[0077] 根据本发明的实施方式，所述数据汇总中继单元具体运行步骤包括：
[0078]A1、先确定数据汇总中继单元的汇总数据周期：设定每个数据获得单元的数据获 得周期时间跨度和其向数据汇总中继单元发送数据的时间跨度；
[0079]A2、数据获得单元通过第一串口电路将分布式计算机地址发MAC送到数据汇总中 继单元，数据汇总中继单元使用第二串口电路将所述地址通过序列管理电路添加到程控1/ 〇序列电路中；
[0080] A3、数据汇总中继单元的打包处理电路周期访问程控I/O序列电路，获取其中的 分布式计算机MAC地址后，将所述MAC地址处理为一条数据传输指令，再将所述指令通过第 二串口电路发送给数据获得单元；打包处理电路获取分布式计算机MAC地址的同时，数据 汇总电路准备接收数据获得单元传输的模拟机即时运行信息；
[0081] A4、数据汇总中继单元开始接收数据后，将当前接收的数据作为一个数据块存入 缓存，并赋予所述数据块一个唯一的标识符，用于表明当前汇总的是哪个数据获得单元的 获得数据；
[0082] A5、因设置的数据传输时间跨度是确定的，当所述数据获得单元结束数据传输时， 数据汇总中继单元就将其缓存中的数据块直接传送到分布式存储器，从而完成一个数据获 得单元的数据汇总；
[0083] A6、打包处理电路开始访问程控I/O序列电路，开始汇总下一个数据获得单元的 获得数据，即返回执行步骤A2。
[0084] 根据本发明的实施方式，如附图4所示，所述第一资源调节单元具体包括：
[0085] 运算量获得电路，用于周期地接收来自数据汇总中继单元所汇总的数据获得单元 数量和数据获得单元获得频率的运算量信息，再把这些运算量信息传输到运算量计算电 路；
[0086] 运算量计算电路，用于对来自运算量获得电路的运算量信息进行处理，并使用处 理后的信息周期更新运算量信息表，以使运算量信息表能实时反映分布式计算机的运算量 状况；
[0087] 运算量信息表，用于接收运算量计算电路传送来的表征分布式计算机的运算量状 况的信息，使得以列表形式展示第一资源调节单元所管理的每个数据汇总中继单元和数据 获得单元的运算量信息；
[0088] 运算量适配电路，用于读取运算量信息表，并按照所述电路存储的处理数据汇总 请求的调节方案，将新的数据获得单元的汇总请求分配到设定的数据汇总中继单元上。
[0089] 根据本发明的实施方式，所述第一资源调节单元具体运行步骤包括：
[0090] B1、第一资源调节单元依据数据汇总中继单元的运算量计算公式
【权利要求】
1. 一种智能云计算运行管理系统，所述系统包括：中央处理单元、多个数据获得单元、 多个数据汇总中继单元、第一资源调节单元、第二资源调节单元、以及数据协助处理单元； 其中， 所述多个数据获得单元，分别设置并运行于所述运行管理系统中的各个分布式计算机 上，用于根据中央处理单元的指令获得运行于分布式计算机的各模拟机的即时运行信息； 所述多个数据汇总中继单元，用于汇总各数据获得单元获得的即时运行信息，并将汇 总的即时运行信息发送至第一资源调节单元以及第二资源调节单元； 所述第一资源调节单元，用于接收各个数据汇总中继单元传送的即时运行信息，依据 预设的第一资源调节准则对系统资源的分配进行第一类型调整； 所述第二资源调节单元，用于接收各个数据汇总中继单元传送的即时运行信息，依据 预设的第二资源调节准则对系统资源的分配进行第二类型调整；以及 所述数据协助处理单元，用于对需要进行云计算处理的中间数据进行协助处理。
2. -种如权利要求1所述的系统，所述数据获得单元具体包括： 数据接收电路，用于接收获得中央处理单元指令，通过模拟机定位器获得运行在分布 式计算机上的模拟机的即时运行信息，再将获得的信息发送到数据冗余删减电路； 数据冗余删减电路，用于接收获得中央处理单元的指令，对所获取的数据接收电路传 来的模拟机即时运行信息，使用数据冗余删减算法进行冗余删减处理，并将冗余删减后的 信息存入本机存储器中； 本机存储器，运行在分布式计算机上，用于存储冗余删减后的模拟机即时运行信息； 信息访问电路，用于在中央处理单元的控制下，从本机存储器中读取模拟机即时运行 信息，并将所述信息传输到第一串口电路中；以及 第一串口电路，负责提供数据通信的通道，用于维护与数据汇总中继单元和中央处理 单元之间的通信与数据传输；接收信息访问电路传输的模拟机即时运行信息，并将这些信 息发送到数据汇总中继单元中。
3. -种如权利要求2所述的系统，所述数据汇总中继单元具体包括： 程控I/O序列电路，用于接收序列管理电路传送来的分布式计算机的MAC地址，并将所 述地址存入程控I/O序列中，再在打包处理电路控制下，将程控I/O序列中的MAC地址传输 到打包处理电路； 序列管理电路，从第二串口电路中接收数据获得单元传送来的分布式计算机的MAC地 址，并将所述MAC地址传送给程控I/O序列电路；当程控I/O序列中的MAC地址无效时，删 除程控I/O序列中的无效MAC地址； 打包处理电路，负责从程控I/O序列电路中周期地获取MAC地址，并对所述MAC地址进 行处理，打包为数据传输指令后，将所述指令发送至第二串口电路； 第二串口电路，用于将数据获得单元向数据汇总中继单元发送的MAC地址转发给序列 管理电路；同时接收打包处理电路传输来的数据传输指令，再根据所述数据传输指令中的 MAC地址将所述数据传输指令发送到指定的数据获得单元； 数据汇总电路，接收多个数据获得单元上传的模拟机的即时运行信息，并对这些信息 进行组合、汇总后，发送至第一资源调节单元以及第二资源调节单元。
4. 一种如权利要求3所述的系统，所述第一资源调节单元具体包括： 运算量获得电路，用于周期地接收来自数据汇总中继单元所汇总的数据获得单元数量 和数据获得单元获得频率的运算量信息，再把这些运算量信息传输到运算量计算电路； 运算量计算电路，用于对来自运算量获得电路的运算量信息进行处理，并使用处理后 的信息周期更新运算量信息表，以使运算量信息表能实时反映分布式计算机的运算量状 况； 运算量信息表，用于接收运算量计算电路传送来的表征分布式计算机的运算量状况的 信息，使得以列表形式展示第一资源调节单元所管理的每个数据汇总中继单元和数据获得 单元的运算量信息； 运算量适配电路，用于读取运算量信息表，并按照所述电路存储的处理数据汇总请求 的调节方案，将新的数据获得单元的汇总请求分配到设定的数据汇总中继单元上。
5. -种如权利要求4所述的系统，所述第二资源调节单元包括： 信息接收电路，用于接收数据汇总中继单元发送的系统即时运行信息； 第一模拟机统计电路，用于根据系统即时运行信息获取当前云计算系统中所具有的模 拟机个数； 第二模拟机统计电路，用于根据系统即时运行信息统计当前云计算系统中每台分布式 计算机上的模拟机个数，并根据所述每台分布式计算机上的模拟机个数进行排列； 阈值判断电路，用于根据所述云计算系统中每台分布式计算机的最大模拟机容量、以 及所述模拟机个数判断所需分布式计算机的最小阈值个数n ; 目标组确定电路，用于根据第二模拟机统计电路的排列结果选择模拟机个数最多的n 个分布式计算机作为目标组； 数据搬移组确定电路，用于将除去所述目标组外的分布式计算机上的模拟机作为数据 搬移组，并根据除去所述目标组外的分布式计算机的模拟机数目进行排列； 数据搬移电路，用于在数据搬移组中根据分布式计算机上模拟机数目从少到多依次进 行选择，并将选择的当前模拟机与所述目标组进行对应，直至数据搬移组中所有模拟机均 与所述目标组对应后，根据所述数据搬移组与所述目标组之间的对应关系依次实现模拟机 数据搬移。
6. -种如权利要求5所述的系统，所述数据协助处理单元具体包括：第三串口电路、数 据灾备电路、数据格式判断电路、标准化数据预处理电路以及非标准化数据预处理电路；其 中， 所述第三串口电路用于接收数据获得单元通过第一串口电路发送的数据； 所述数据灾备电路用于对接收的数据获得单元发送的数据进行灾备处理； 所述数据格式判断电路用于对接收的数据获取单元发送的数据进行格式判断，所述格 式包括标准化格式和非标准化格式； 所述标准化数据预处理电路用于对标准化格式数据进行预处理，包括将获得的多种标 准化格式数据转换为统一的格式化数据； 所述非标准化数据预处理电路用于对非标准化格式数据进行预处理；其包括获取所述 非标准化格式的特征数据，并将所述特征数据进行存储，然后将存储地址发送至中央处理 单元； 所述第三串口电路还用于根据中央处理单元指令将上述经过预处理的数据分发至各 分布式计算机进行后续处理。
【文档编号】G06F9/50GK104506663SQ201510032891
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2015年1月22日 优先权日:2015年1月22日
【发明者】刘翼, 张琪, 章红滨, 王晓川 申请人:成都派沃特科技有限公司