专利名称：一种机群的同步接收架构及其设计方法
技术领域：
本发明涉及机群内部网络技术领域，特别是一种机群的同步接收架构及其设计方法。
背景技术：
单一数据映像是指从对机群系统的使用来看，整个机群系统就是一个整体，它包括单元登录点，单一控制点，单一文件系统等。机群的单一数据映像一直是机群研究的重点，现有的机群数据的单一映像大部分是通过NFS文件系统来解决的。这种单一的数据映像只能面向静态的文件数据，可现在的系统应用所涉及的数据操作越来越多是基于网络进行。怎么把网络上来的数据流通过单一系统映像点实现机群的数据接收透明，是本发明的主要应用背景。
在某些应用领域中，机群内部多个节点上需要获得某些数据的单一映象，而数据是通过网络来源于机群外部的，网络本身的延迟和不稳定将从很大程度上影响这些数据的一致性。同时，数据连续变化，应用对数据的实时性要求比较高，需要对获取的实时数据以特定周期进行计算处理，处理的结果要求同时发布。而且系统要求具有很高的可靠性。
如何充分利用机群自身特点，处理此类实时连续的高可靠性计算问题，是本发明的应用技术背景。保证计算的可靠性就要求系统数据接收的正确性，我们在设计系统的数据透明接收时，采取对机群内部多个节点进行组播的方式对接收的数据进行数据处理，由于网络延迟、节点负载等问题，组播可能造成数据不同步，我们发明了用一台同步节点来实现多个节点上数据的实时同步，从而保证计算一致性、正确性的设计方法。
发明内容
通过一个机群的同步架构设计，可以通过单一的机群映像点，来实现把外界的数据输入流，同步到各个计算节点上。同时，设置专用的同步节点来实现数据的恢复性同步，已达到更好的同步效果。保证数据能够在可计算范围内数据接收透明。
本发明的一种机群的同步接收架构及其设计方法，包括以下内容从结构上分为数据传输层，数据处理层，系统管理层。数据传输层负责把从外界网络发送过来的实时数据进行广播，把数据由单一系统映像点多播到指定的多个接收计算节点上。同时，同步节点也负责实时的接收网络数据。数据处理层负责系统的计算数据处理，根据数据传输层接收到的数据进行计算，并把计算结构发送给系统管理层。系统管理层负责对数据同步节点和计算节点的管理。包括同步时间间隔的设定，各个节点管理，各个节点的状态监控等。
系统主要有同步节点和计算节点组成同步节点(装置)同步节点(装置)只负责数据的同步接收，不参加机群的计算。这样能够很好的保证同步节点接收的数据延迟最少。数据最具有权威性。
计算节点计算节点根据系统的要求，对获取的数据进行计算，在实时的计算过程中，多个节点的接收数据可能存在着不同步问题，可以在根据系统的应用背景，按照一定的时间间隔对从同步节点上对各个计算节点进行同步。
机群的架构由多个节点组成，至少包括三个计算节点。
机群的单个节点能够完成用户所需计算要求。
机群架构的系统所需数据可以通过多播网络获得。
机群中有专用的同步节点负责数据的接收同步。
机群的应用是对应于实时连续的数据计算，对系统的连续计算的可靠性要求很高。
图1是一种机群的同步接收架构的图例说明示意图。
图2是本发明的同步装置状态转换流程图。
图3是本发明的机群的同步接收架构图。
具体实施例方式
图1的机群的同步接收架构图例说明。底层的数据传输层主要是指机群内部的网络系统，通过内部的网络系统从外界接收系统计算数据。系统的计算节点为机群的主要功能节点，可以根据用户需求设置计算节点的多少。系统管理层为系统的对外服务单一映像点。负责系统对为数据发送。
利用多播协议，把从网络传送过来的数据进行多播。根据系统的各个节点的设定，把从网络上实时传送过来的数据流，多播到指定的多播组中，其中，同步节点也必须在这个多播组中。计算节点实时的按照系统需求进行数据计算，再按照系统设定时间安排同步节点对系统中计算节点的数据进行同步。保证计算结果的准确性。
图2的同步装置流程过程，其步骤如下步骤1同步装置启动，并进行初始化，然后进入准备状态；数据传输层把从外界网络发送过来的实时数据进行广播，把数据由单一系统映像点多播到指定的多个接收计算节点上，同时，同步节点也负责实时的接收网络数据；步骤2在准备状态收到运行消息以后，设置数据接收定时器，然后进入数据接收状态；数据处理层把从数据传输层接收过来的的计算数据进行处理，根据数据传输层接收到的数据进行计算，并把计算结构发送给系统管理层；步骤3在数据接收状态，如果收到数据接收定时器的超时消息，则进行错误处理，然后返回数据接收状态；系统管理层把从数据处理层接收到的数据进行选举，然后发送给用户，同时，对数据同步节点和计算节点进行管理，包括同步时间间隔的设定，各个节点管理，各个节点的状态监控等；步骤4在数据接收状态，如果收到实时的数据，则更新内存数据表，然后返回数据接收状态；步骤5在行情接收状态，如果收到数据更新的请求，则将内存行情表的内容发送给计算装置，然后返回行情接收状态。
图3的机群的同步接收架构，包括同步接收装置同步接收数据，保证多个计算节点的数据接收能够得到同步的处理数据，条件是数据通过多播来自于网络；同步装置同步装置只负责数据的同步接收，不参加机群的计算，这样能够很好的保证同步节点接收的数据延迟最少，数据最具有权威性；并行同步处理装置多节点同时处理网络的同步数据，并根据所需计算公式，计算出所需结果，在实时的计算过程中，多个节点的接收数据可能存在着不同步问题，可以再根据系统的应用背景，按照一定的时间间隔从同步节点上对各个计算节点的数据进行同步；系统管理装置处理数据的同步接收定义，管理并行同步处理装置的同步，以及数据的发布，处理共识等计算出来的结果的处理；其中，同步接收装置连接于同步装置，同步装置连接于并行同步处理装置，并行同步处理装置连接于系统管理装置。
权利要求
1.一种机群的同步接收架构，包括同步接收装置同步接收数据，保证多个计算节点的数据接收能够得到同步的处理数据，条件是数据通过多播来自于网络；同步装置同步装置只负责数据的同步接收，不参加机群的计算，这样能够很好的保证同步节点接收的数据延迟最少，数据最具有权威性；并行同步处理装置多节点同时处理网络的同步数据，并根据所需计算公式，计算出所需结果，在实时的计算过程中，多个节点的接收数据可能存在着不同步问题，可以再根据系统的应用背景，按照一定的时间间隔从同步节点上对各个计算节点的数据进行同步；系统管理装置处理数据的同步接收定义，管理并行同步处理装置的同步，以及数据的发布，处理共识等计算出来的结果的处理；其中，同步接收装置连接于同步装置，同步装置连接于并行同步处理装置，并行同步处理装置连接于系统管理装置。
2.按权利要求1所述的机群的同步接收架构，其特征在于机群的架构由多个节点组成，至少包括三个计算节点。
3.按权利要求1所述的机群的同步接收架构，其特征在于机群的单个节点能够完成用户所需计算要求。
4.按照权利要求1所述的机群的同步接收架构，其特征在于机群架构的系统所需数据可以通过多播网络获得。
5.按照权利要求1所述机群的同步接收架构，其特征在于机群中有专用的同步节点负责数据的接收同步。
6.按照权利要求1所述机群的同步接收架构，其特征在于机群的应用是对应于实时连续的数据计算，对系统的连续计算的可靠性要求很高。
7.一种机群的同步接收架构设计方法，其步骤如下步骤1同步装置启动，并进行初始化，然后进入准备状态；数据传输层把从外界网络发送过来的实时数据进行广播，把数据由单一系统映像点多播到指定的多个接收计算节点上，同时，同步节点也负责实时的接收网络数据；步骤2在准备状态收到运行消息以后，设置数据接收定时器，然后进入数据接收状态；数据处理层把从数据传输层接收过来的的计算数据进行处理，根据数据传输层接收到的数据进行计算，并把计算结构发送给系统管理层；步骤3在数据接收状态，如果收到数据接收定时器的超时消息，则进行错误处理，然后返回数据接收状态；系统管理层把从数据处理层接收到的数据进行选举，然后发送给用户，同时，对数据同步节点和计算节点进行管理，包括同步时间间隔的设定，各个节点管理，各个节点的状态监控；步骤4在数据接收状态，如果收到实时的数据，则更新内存数据表，然后返回数据接收状态；步骤5在行情接收状态，如果收到数据更新的请求，则将内存行情表的内容发送给计算装置，然后返回行情接收状态。
全文摘要
一种机群的同步接收架构及其设计方法，架构包括同步接收装置，同步接收数据；同步装置，同步装置只负责数据的同步接收，不参加机群的计算；并行同步处理装置，多节点同时处理网络的同步数据；系统管理装置，处理数据的同步接收定义，管理并行同步处理装置的同步，各个节点的监控。包括数据的发布，处理共识等计算出来的结果的处理。方法包括同步装置启动；准备状态收到运行消息；数据接收状态，收到数据接收定时器的超时消息；数据接收状态，收到实时的数据；行情接收状态，收到数据更新的请求。利用此方法设计的机群系统具有数据的接收可靠，计算稳定的特点，可靠性能高。
文档编号H04L29/06GK1658616SQ20051005594
公开日2005年8月24日 申请日期2005年3月22日 优先权日2005年3月22日
发明者徐志伟, 王海军, 蔡季萍, 李伟 申请人:中国科学院计算技术研究所