一种工作设备管理方法及系统与流程

本发明涉及计算机技术领域，更具体地，涉及一种工作设备管理方法及系统。

背景技术：

现代化的数据中心中，运行的服务器的数量可以高达数万乃至数十万。这些服务器被分成若干工作组，分别承担不同的任务，运行不同类型和功能的作业。

为了对这些服务器进行有效管理，需要使这些服务器具备全局一致的环境和管理特征。现有技术中，数据中心多采用一机一系统的部署运行方式，再辅之以管理团队开发的管理工具使其面向任务运作。该类方案管理过程繁重复杂，效率低，为达到全局一致性、可管理性和可维护性需付出很多人力和财力。

综上所述，现有技术中工作设备管理复杂且效率低下，亟需提出一种新的工作设备管理方法来解决此问题。

技术实现要素：

为克服上述工作设备管理复杂、效率低的问题或者至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种工作设备管理方法及系统。

根据本发明的第一方面，提供一种工作设备管理方法，包括：

根据工作设备的角色，对所述各工作设备进行分组；

根据各组中所述工作设备的角色，为所述各组工作设备生成操作系统内核，将所述各操作系统内核的映像加载到对应的工作设备中；

根据所述工作设备的角色，使用hpcstore容器获取所述角色对应的应用软件，以供所述工作设备操作所述应用软件。

具体地，所述步骤s1前还包括：

使用工作设备的客户端上的传感器，获取所述工作设备的信息，并将所述工作设备的信息记录到数据库中；

感知所述工作设备的状态，根据感知的所述工作设备的状态添加所述工作设备的角色、更换工作设备、加入工作设备，以及对故障工作设备进行标记和去除中的一种或多种。

具体地，所述步骤s1前还包括：

根据各工作设备连接的网络，将管理所述工作设备的服务器的网口通过交互机或路由器连接到所述工作设备所在的网络中。

具体地，所述步骤s1具体包括：

根据所述角色所实现业务功能的细化程度，将所述各角色按照从一般到特殊的原则进行分组；

将分组结果保存在数据库中，将所述工作设备与定义的角色和分组进行绑定。

具体地，所述步骤s2具体包括：

根据所述工作设备的信息，生成指导配置文件；

在所述指导配置文件中定义所述工作设备角色的特殊性；

根据所述工作设备角色的定义，按照从一般到特殊的原则，生成所述工作设备的操作系统内核映像，将所述操作系统内核映像加载到所述工作设备中。

具体地，所述步骤s2进一步具体包括：

当监听所述工作设备的加载请求时，识别所述工作设备的信息；

根据识别出的所述工作设备的信息，获取所述工作设备的角色和分组；

根据所述工作设备的角色和分组逐级回溯，获取所述工作设备的操作系统内核映像；

根据所述工作设备的操作系统内核映像，应答所述工作设备的加载请求。

具体地，所述步骤s3具体包括：

根据所述工作设备的角色，创建可执行文件的依赖关系；

根据所述依赖关系，创建依赖图；

根据所述可执行文件的运行环境，将所述依赖图映射为依赖树；

根据所述运行环境和依赖树，创建容器描述文件；

根据所述系统描述文件，构建hpcstore容器；

根据所述hpcstore容器生成所述角色对应的应用软件，以供所述工作设备操作所述应用软件。

根据本发明的第二方面，提供一种工作设备管理系统，包括：

角色分组模块，用于根据工作设备的角色，对所述各工作设备进行分组；

内核服务模块，用于根据各组中所述工作设备的角色，为所述各组工作设备生成操作系统内核，将所述各操作系统内核的映像加载到对应的工作设备中；

hpcstore容器，用于根据所述工作设备的角色，获取所述角色对应的应用软件，以供所述工作设备运行所述应用软件。

根据本发明的第三方面，提供一种工作设备管理装置，包括：

至少一个处理器、至少一个存储器和总线；其中，

所述处理器和存储器通过所述总线完成相互间的通信；

所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如前所述的方法。

根据本发明的第四方面，提供一种非暂态计算机可读存储介质，用于存储如前所述方法的计算机程序。

本发明提供一种工作设备管理方法及系统，该方法根据工作设备的角色，自动为不同的工作设备设置不同角色，并进行分组，且所述工作设备不需要安装本地操作系统，其操作系统由所述工作设备管理系统提供，所述工作设备加载所述工作设备管理系统提供的操作系统映像，无需额外执行任何守护进程，也无需再执行后续的管理操作，所述工作设备所应用的软件使用hcpstore容器自动生成，从而使得工作设备的管理方式简单、成本低、可维护性高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的工作设备管理方法整体流程示意图；

图2为本发明实施例提供的工作设备管理方法中网络连接示意图；

图3为本发明实施例提供的工作设备管理系统整体结构示意图；

图4为本发明实施例提供的工作设备管理装置整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的一个实施例中提供一种工作设备管理方法，图1为本发明实施例提供的工作设备管理方法整体流程示意图。总体上，该方法包括：s1，根据工作设备的角色，对所述各工作设备进行分组；s2，根据各组中所述工作设备的角色，为所述各组工作设备生成操作系统内核，将所述各操作系统内核的映像加载到对应的工作设备中；s3，根据所述工作设备的角色，获取所述角色对应的应用软件，以供所述工作设备操作所述应用软件。

具体地，s1中，所述工作设备可以为服务器，可以位于数据中心中，但不限于服务器。所述数据中心可以为超算中心或集群系统。所述工作设备为裸机，没有操作系统内核。所述工作设备的角色根据所述工作设备需要实现的业务功能进行设置，谓预定义的描述信息。通过可配置、可继承的描述方式对所述工作设备进行分组，且按照从工作设备所实现的业务功能的层次结构对所述工作设备进行分组。s2中，根据分组的结果，针对不同角色的工作设备的功能特点，通过可配置的定制策略，使用为所述各组工作设备动态生成精简优化的操作系统内核，从而实现一个操作系统内核映像驱动一组数据中心服务器工作，屏蔽了硬件差异，将不同年代、不同厂商、不同用途和不同配置的服务器硬件进行统一描述，组织成一套物理设备，该套物理设备在单一的操作系统映像下运行。在所述数据中心管理机的管理下，所述工作设备可以即插即用，所述工作设备的功能由所述系统定义和驱动。将所述各操作系统内核的映像加载到对应的工作设备中。s3中，所述hpcstore容器为可配置的应用容器，采用插拔式安装方式，根据所述数据中心服务器的角色提供相应的应用软件集合，从而实现所述应用软件的即插即用。

本实施例中根据工作设备的角色，自动为不同的工作设备设置不同角色，并进行分组，且所述工作设备不需要安装本地操作系统，其操作系统由所述工作设备管理系统提供，所述工作设备加载所述工作设备管理系统提供的操作系统映像，所有的配置、定义和角色功能即告就位，无需额外执行任何守护进程，也无需再执行后续的管理操作，所述工作设备所应用的软件使用hcpstore容器自动生成，从而使得工作设备的管理方式简单、成本低、可维护性高。

在上述实施例的基础上，本实施例中所述步骤s1前还包括：使用工作设备的客户端上的传感器，获取所述工作设备的信息，并将所述工作设备的信息记录到数据库中；感知所述工作设备的状态，根据感知的所述工作设备的状态添加所述工作设备的角色、更换工作设备、加入工作设备，以及对故障工作设备进行标记和去除中的一种或多种。

具体地，使用工作设备的客户端上的传感器自动感知所述工作设备的状态变化，如自动添加角色、自动识别更换或新加入工作设备、自动标记并去除故障工作设备等。所述传感器模块独立工作，采集所述工作设备的感兴趣信息，并将其记录到数据库中。在规划模式的感知功能模块下，启动流程化自动感知功能，所述工作设备的信息将被自动收集和保存。当感知到待加入的工作设备时，进入规划模式，录入所述待加入工作设备的带外管理信息，依次发送开机和收集命令，将自动对所述待加入的工作设备加电启动，并收集其硬件信息，识别与所述待加入工作设备相关的设备和驱动，并记入所述工作设备管理系统的数据库中。本实施例中所述感知模块能自动感知工作设备的存在。

在上述实施例的基础上，本实施例中所述步骤s1前还包括：根据各工作设备连接的网络，将管理所述工作设备的服务器的网口通过交互机或路由器连接到所述工作设备所在的网络中。

具体地，根据所述工作设备的实际联网需求，在管理所述工作设备的服务器上配置多个网口，从所述网口连出的网线与所述数据中心中的交换机或对外路由器相连，如图2所示。图2中最上方的装置为管理所述工作设备的服务器。有很多孔的设备为交换机。根据所述工作设备的网络需求配置不同类型的交换机和/或对外路由器。所述工作设备安装在与所述服务器相连通的网络上。所述网络可以为普通的以太网、万兆以太网和高速专用互联网络，其中所述高速专用互联网络可以为infiniband，omni-path等。

在上述实施例的基础上，本实施例中所述步骤s1具体包括：根据所述角色所实现业务功能的细化程度，将所述各角色按照从一般到特殊的原则进行分组；将分组结果保存在数据库中，将所述工作设备与定义的角色和分组进行绑定。

具体地，进入规划模式，打开分组浏览界面。通过附加属性标签的方式赋予机柜、机箱、交换拓扑等多种含义。根据所述属性标签定义所述角色。所述角色为预先定义的描述信息。通过所述各角色之间的可计算表达式、范围和映射等关系对所述角色进行分组。具体地，将所述工作设备按照从一般到特殊的层次结构进行分组，即根据所述各工作设备需要完成的业务功能将所述数据中心服务器按照业务功能由总到分的层次结构进行分组，其中总的业务功能为一般层次，将总的业务功能进行划分，获取多个子业务功能，在对所述子业务功能进行划分，划分得越细的业务功能越特殊。一般和特殊角色之间共享不同级别的信息。所述属性标签可以继承和覆盖。将定义好的分组保存在所述工作设备管理系统的数据库中，将所述工作设备与预先定义的角色和分组进行自动绑定。并根据所述角色对应的步骤、流程和方法，开启相关进程和服务。

在上述实施例的基础上，本实施例中所述步骤s2具体包括：当监听所述工作设备的加载请求时，识别所述工作设备的信息；根据识别出的所述工作设备的信息，获取所述工作设备的角色和分组；根据所述工作设备的角色和分组逐级回溯，获取所述工作设备的操作系统内核映像；根据所述工作设备的操作系统内核映像，应答所述工作设备的加载请求。

具体地，在每个所述工作设备上，通过文件偏置操作，实现软件、服务、配置信息等的特殊化和本地化。

在上述实施例的基础上，本实施例中所述步骤s2进一步具体包括：当监听所述工作设备的加载请求时，识别所述工作设备的信息；根据识别出的所述工作设备的信息，获取所述工作设备的角色和分组；根据所述工作设备的角色和分组逐级回溯，获取所述工作设备的操作系统内核映像；根据所述工作设备的操作系统内核映像，应答所述工作设备的加载请求。

在上述实施例的基础上，本实施例中所述步骤s3具体包括：根据所述工作设备的角色，创建可执行文件的依赖关系；根据所述依赖关系，创建依赖图；根据所述可执行文件的运行环境，将所述依赖图映射为依赖树；根据所述运行环境和依赖树，创建容器描述文件；根据所述系统描述文件，构建hpcstore容器；根据所述hpcstore容器生成所述角色对应的应用软件，以供所述工作设备操作所述应用软件。

具体地，所述可执行文件包括可执行程序、中间件和库。工作设备上的应用众多，不同级别的可执行程序、中间件和库之间存在复杂的依赖关系。同一可执行文件可能在不同环境下需要链接不同版本的库和中间件，而不同版本的库之间可能存在冲突，特别是动态链接的部分，可能在运行时刻发生相同角色的服务器状态不一致的情况。本实施例通过使用hpcstore容器，解决了依赖固化问题，强一致性维护问题等。

本实施例中第一方面，通过提供一种集中化的，具有强一致性和高可靠性的操作系统来驱动数据中心的运行，使之面向特定的目标任务实施运算，实现了智能感知、智能化运行数据中心，且具有动态调整工作设备的分组和切换能力；第二方面，从操作系统内核和运行机制上进行改造，将单机的操作系统改造成跨机器运行的数据中心操作系统，并实现操作系统的带外管理和运行，实现了操作系统本身就是运维数据中心的工具，从根本上解决了运行维护与业务脱节的问题，避免了大量的第三方运行维护进程和操作，以简洁的方式实现复杂管理，应对多变的应用场景；第三方面，所述工作设备运行精简的操作系统内核，以更优化的性能运行服务，与服务不相关的模块均可以排除在运行之外，占用内存更少，耗费的处理器资源更小。

管理所述工作设备的装置包括一个或多个服务器，所述服务器上安装有定制化的工作设备管理系统。该装置称为数据中心盒子、数据中心托管机和数据中心拖机宝，英文名称为datacenterinbox，简称d-box。所述数据中心管理机可以应用于云计算、集群计算机、科学计算、并行计算和深度学习等领域，用于数据中心、超算中心或集群系统的运行、管理、控制、应用部署、应用监控和作业调度等场合。所述管理工作设备的装置将驱动整个数据中心的操作系统、软件和驱动固化安装在一个或多个集中的服务器中，去除了普通服务器的串/并口、蓝牙、无线等硬件模块，只保留cpu、内存和网络接口。所述装置中的服务器启动专用的网络服务程序，为工作设备提供启动服务、操作系统内核分配和运行时的环境映像。所述装置的服务器中安装有定制化的工作设备管理系统。运行所述工作设备管理系统能实现上述方法实施例。根据工作设备的功能需求，插件式部署相关应用软件和设备驱动软件。服务器在所述数据中心操作系统软件的组织下，构成管理所述工作设备的装置。通过所述装置对所述工作设备进行统一管理，统一维护，以此获得高可管理性，高可靠性，高安全性，高一致性，高完整性，高度灵活，高通量的数据中心环境。所述工作设备和所述装置中的服务器都可以为不同规模，根据实际需要选取不同速率的网络、不同级别的处理器和不同大小的内存容量。

在本发明的另一实施例中提供一种工作设备管理系统，图3为本发明实施例提供的工作设备管理系统整体结构示意图。总体上，该系统包括角色分组模块1、内核服务模块2和hpcstore容器3，其中：

所述角色分组模块1用于根据工作设备的角色，对所述各工作设备进行分组；所述内核服务模块2用于根据各组中所述工作设备的角色，为所述各组工作设备生成操作系统内核，将所述各操作系统内核的映像加载到对应的工作设备中；所述hpcstore容器3用于根据所述工作设备的角色，获取所述角色对应的应用软件，以供所述工作设备操作所述应用软件。

具体地，通过http或https连接管理地址，如10.0.0.1/8，打开所述系统的设置界面。所述系统以两种模式工作，即规划模式和运行模式。在所述规划模式中，管理人员在所述系统的设置界面上完成对所述工作设备的定义和规划，如定义工作设备的角色、规划工作设备的分组、定义工作设备使用的软硬件集合和驱动程序集合等。切换到运行模式下，打开工作设备的电源，工作设备开机后将自动根据其角色开始提供服务。

所述工作设备可以为服务器，可以位于数据中心中，但不限于服务器。所述数据中心可以为超算中心或集群系统。所述工作设备为裸机，没有操作系统内核。所述工作设备的角色根据所述工作设备需要实现的业务功能进行设置，谓预定义的描述信息。所述角色分组模块1通过可配置、可继承的描述方式对所述工作设备进行分组，且按照工作设备所实现的业务功能的层次结构将所述工作设备进行分组。所述内核服务模块2根据分组的结果，针对不同角色的工作设备的功能特点，通过可配置的定制策略，为所述各工作设备动态生成精简优化的操作系统内核，从而实现一个操作系统内核映像驱动一组数据中心服务器工作，屏蔽了硬件差异，将不同年代、不同厂商、不同用途和不同配置的服务器硬件进行统一描述，组织成一套物理设备，该套物理设备在单一的操作系统映像下运行。在所述系统的管理下，所述工作设备可以即插即用，所述工作设备的功能由所述系统定义和驱动。所述内核服务模块2还用于将所述各操作系统内核的映像加载到对应的工作设备中。所述hpcstore容器为可配置的应用容器，采用插拔式安装方式，根据所述工作设备的角色提供相应的应用软件集合，从而实现所述应用软件的即插即用。

本实施例中根据工作设备的角色，自动为不同的工作设备设置不同角色，并进行分组，且所述工作设备不需要安装本地操作系统，其操作系统由所述工作设备管理系统提供，所述工作设备加载所述工作设备管理系统提供的操作系统映像，所有的配置、定义和角色功能即告就位，无需额外执行任何守护进程，也无需再执行后续的管理操作，所述工作设备所应用的软件使用hcpstore容器自动生成，从而使得工作设备的管理方式简单、成本低、可维护性高。

在上述实施例的基础上，本实施例中所述系统还包括：感知模块，用于使用工作设备的客户端上的传感器，获取所述工作设备的信息，并将所述工作设备的信息记录到数据库中；感知所述工作设备的状态，根据感知的所述工作设备的状态添加所述工作设备的角色、更换工作设备、加入工作设备，以及对故障工作设备进行标记和去除中的一种或多种。

在上述实施例的基础上，本实施例中所述系统还包括：网络连接模块，用于根据各工作设备连接的网络，将管理所述工作设备的服务器的网口通过交互机或路由器连接到所述工作设备所在的网络中。

在上述实施例的基础上，本实施例中所述角色分组模块具体用于：根据所述角色所实现业务功能的细化程度，将所述各角色按照从一般到特殊的原则进行分组；将分组结果保存在数据库中，将所述工作设备与定义的角色和分组进行绑定。

在上述实施例的基础上，本实施例中所述内核服务模块具体用于：根据所述工作设备的信息，生成指导配置文件；在所述指导配置文件中定义所述工作设备角色的特殊性；根据所述工作设备角色的定义，按照从一般到特殊的原则，生成所述工作设备的操作系统内核映像，将所述操作系统内核映像加载到所述工作设备中。

在上述实施例的基础上，本实施例中所述内核服务模块进一步具体用于：当监听所述工作设备的加载请求时，识别所述工作设备的信息；根据识别出的所述工作设备的信息，获取所述工作设备的角色和分组；根据所述工作设备的角色和分组逐级回溯，获取所述工作设备的操作系统内核映像；根据所述工作设备的操作系统内核映像，应答所述工作设备的加载请求。

在上述实施例的基础上，本实施例中所述hpcstore容器具体用于：根据所述工作设备的角色，创建可执行文件的依赖关系；根据所述依赖关系，创建依赖图；根据所述可执行文件的运行环境，将所述依赖图映射为依赖树；根据所述运行环境和依赖树，创建容器描述文件；根据所述系统描述文件，构建hpcstore容器；根据所述hpcstore容器生成所述角色对应的应用软件，以供所述工作设备操作所述应用软件。

本实施例提供一种工作设备管理装置，图4为本发明实施例提供的工作设备管理装置整体结构示意图，该服务器包括：至少一个处理器41、至少一个存储器42和总线43；其中，

所述处理器41和存储器42通过所述总线43完成相互间的通信；

所述存储器42存储有可被所述处理器41执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：s1，根据工作设备的角色，对所述各工作设备进行分组；s2，根据各组中所述工作设备的角色，为所述各组工作设备生成操作系统内核，将所述各操作系统内核的映像加载到对应的工作设备中；s3，根据所述工作设备的角色，使用hpcstore容器获取所述角色对应的应用软件，以供所述工作设备操作所述应用软件。

本实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：s1，根据工作设备的角色，对所述各工作设备进行分组；s2，根据各组中所述工作设备的角色，为所述各组工作设备生成操作系统内核，将所述各操作系统内核的映像加载到对应的工作设备中；s3，根据所述工作设备的角色，使用hpcstore容器获取所述角色对应的应用软件，以供所述工作设备操作所述应用软件。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所描述的工作设备管理装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机服务器(可以是个人计算机，服务器，或者网络服务器等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。