专利名称：均衡网格负载的方法
技术领域：
本发明涉及一种均衡网格负载的方法，特别是一种在广域的异构的科研网格环境中，基于公告板的合作方式均衡网格负载的方法。
背景技术：
随着网络技术的发展，自1998年以来，网格作为一种新型的广域资源共享与协作技术得到越来越多的重视，人们尝试利用这一新的分布计算模式解决一些在传统分布式环境下难于解决的问题。近年来，Web服务技术的广泛应用使得以开放式网格服务体系结构(Open Grid ServiceArchitecture，简称OGSA)为代表的服务网格已经成为一种重要的技术途径和发展趋势。
服务网格所面临的环境具有以下几个特征1、大型的跨域的异构资源环境；2、基于服务的资源组织方式；3、计算密集型的科学计算。
在这样的环境中，会出现如下的情况，就是在某一时刻，一些计算机的负载极重而另外一些计算机的负载却极为空闲。所以，采取有效的策略来平衡各结点的负载，提高整个系统资源的利用率及效率，已成为人们的研究热点。
IBM Watson研究中心的R.Levy等人在《Performance management forCluster based Web Services》一文中提出了一个集群Web Service的性能管理架构和原型实现。该系统执行三种性能管理任务资源分配、负载均衡、服务器超载保护。系统以服务响应时间作为QoS参数度量标准，采用服务器并发连接数作为系统资源，通过时间预测模型和目标优化函数解决服务分级和超载保护。该系统中后端服务器集群的调度器，根据服务器目前可用的资源，采用简单的调度算法对请求进行分配。
此系统在负载均衡方面有诸多的缺点1、调度算法过于简单，没有通过详细分析Web Services引擎的负载特点，来选择合适的算法。
2、单纯以并发连接数作为服务器负载的度量，没有综合多种指标考虑服务器的负载。实际上，处理Web Services请求属于计算密集型服务，对于这种服务弹出以并发连接数为负载是很不合适的。对于那些计算量很大的服务，在调用他们的时候，很有可能很少的几个并发连接就已经将系统资源耗尽。
3、Gateway调度器从应用层进行调度，性能很低，在请求数比较多的时候，很容易成为系统的性能瓶颈。
4、没有考虑调度器的单点失效问题，所有的请求都要先经过调度器，即使在整个系统负载相对较轻的时候，如果调度器不可用，则系统便陷入瘫痪状态。
目前常用的数据库模型是三层模型，即数据库服务器层，中间层(即中间应用服务器端)和客户层(即客户端)，而本发明所提出的均衡方法是对于中间层而言。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种均衡网格负载的方法，具有较高的透明性和执行性能。
为实现上述目的，本发明提出了一种均衡网格负载的方法，其中执行以下步骤步骤1、处于超载状态下的网格节点在接到客户端发送的符合简单对象访问协议规范的服务请求时，设置在该网格节点中的负载发送器将该服务请求进行负载转移；步骤2、处于轻载状态下的网格节点的负载接收器主动获取服务请求，并执行相应的服务；步骤3、处于轻载状态下的网格节点将服务的执行结果返回到客户端。
该方法适用于异构的科研网格环境，不同于系统级别和分布式计算的负载平衡，该方法是针对中间件级别上的负载均衡，屏蔽了底层通信的复杂性和操作系统的差异，透明性比较好，同时提高了系统的执行性能，能够充分利用空闲机器的计算能力。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明均衡网格负载方法的实施例一的流程图；图2为本发明均衡网格负载方法的实施例二的流程图。
具体实施例方式
本发明是针对中间件级别上的负载均衡。
如图1所示，为本发明均衡网格负载方法的实施例一的流程图，具体执行以下步骤步骤101、处于超载状态下的网格节点在接到客户端发送的符合简单对象访问协议规范的服务请求时，设置在该网格节点中的负载发送器将该服务请求进行负载转移；步骤102、处于轻载状态下的网格节点的负载接收器主动获取服务请求，并执行相应的服务；步骤103、处于轻载状态下的网格节点将服务的执行结果返回到客户端。
该方法是针对中间件级别上的负载均衡，屏蔽了底层通信的复杂性和操作系统的差异，透明性比较好，同时提高了系统的执行性能，能够充分利用空闲机器的计算能力。
如图2所示，为本发明均衡网格负载方法的实施例二的流程图，具体执行以下步骤步骤201、网格节点接到服务请求；步骤202、负载分析器对节点进行负载分析，负载分析器负责解析目标服务的负载权值，计算并且保存本地节点的实时量化负载值，并且根据负载值判断其属于何种负载状态；负载分析器判断该节点是否超载，设请求服务的负载增量值为LS，计算该节点新的负载值L＝L+LS，如果新的负载值大于最大负载值LH，则执行步骤203；否则执行步骤206；步骤203、负载均衡器调用负载发送器，将服务请求转移到远端的中心服务器上的公告板上；当服务请求被负载分析器拦截，并且分析发现其为重载节点，没有办法再接受新的请求的时候，负载发送器负责发送新拦截到的请求，写入远端的中心公告板；步骤204、负载均衡器向客户端返回一个busy信息，要求客户端订阅公告板上的结果信息；这里所说的公告板(bulletin board)作为一个信息交换的平台，为系统中的超载节点和轻载节点提供了一个信息发布和获取的平台，在此负载均衡策略中，公告板上记录的不是各个节点的负载信息，而是等待转移的请求信息；公告板体现为一个含有若干关键字段的数据结构，对公告板信息的操作和维护都包装在一个公告板服务里面，调用公告板服务的相应接口，实现对公告板的相应功能。
步骤205、客户端收到busy信息以后，调用结果订阅器，从busy信息中解析出需要订阅的结果的属性并订阅；步骤206、网格节点接收服务请求并执行，返回执行结果，此时，新的负载值L＝L-LS；步骤207、负载分析器对节点进行负载分析，判断该节点是否轻载，如果是，则执行步骤208；否则结束；步骤208、节点登陆公告板下载soap请求，发起本地调用，并将调用的结果写回公告板的结果信息位置；步骤209、客户端得到结果发生改变的通知，调用结果订阅器解析结果。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种均衡网格负载的方法，其中执行以下步骤步骤1、处于超载状态下的网格节点在接到客户端发送的符合简单对象访问协议规范的服务请求时，设置在该网格节点中的负载发送器将所述服务请求进行负载转移；步骤2、处于轻载状态下的网格节点的负载接收器主动获取所述服务请求，并执行相应的服务；步骤3、所述处于轻载状态下的网格节点将所述服务的执行结果返回到所述客户端。
2.根据权利要求1所述的均衡网格负载的方法，其中步骤1中所述的负载转移具体执行以下步骤步骤11、负载均衡器调用负载发送器，将所述服务请求转移到中心服务器上的公告板上；步骤12、负载均衡器向客户端返回一个“忙”信息，并要求所述客户端订阅所述公告板上与所述服务请求对应的结果信息；步骤13、客户端收到所述“忙”信息以后，调用结果订阅器，从“忙”信息中解析出需要订阅的结果的属性并订阅。
3.根据权利要求2所述的均衡网格负载的方法，其中所述步骤2具体执行以下步骤步骤21、所述负载分析器对所述节点进行负载分析，判断该节点是否轻载，如果是，则执行步骤22；否则结束；步骤22、所述负载均衡器调用所述负载接收器进行负载请求。
4.根据权利要求3所述的均衡网格负载的方法，其中步骤22中所述的负载请求具体包括以下步骤步骤61、所述节点登陆所述公告板下载服务请求，发起本地调用，并将调用的结果写回所述公告板的结果信息位置；步骤62、客户端得到所述结果发生改变的通知，调用结果订阅器解析所述结果。
全文摘要
本发明涉及一种均衡网格负载的方法，其中执行以下步骤步骤1、处于超载状态下的网格节点在接到客户端发送的符合简单对象访问协议规范的服务请求时，设置在该网格节点中的负载发送器将该服务请求进行负载转移；步骤2、处于轻载状态下的网格节点的负载接收器主动获取服务请求，并执行相应的服务；步骤3、处于轻载状态下的网格节点将服务的执行结果返回到客户端。该方法适用于异构的科研网格环境，不同于系统级别和分布式集群计算的负载平衡，该方法是针对中间件级别上的负载均衡，屏蔽了底层通信的复杂性和操作系统的差异，透明性比较好，同时提高了系统的执行性能，能够充分利用空闲机器的计算能力。
文档编号H04L29/06GK1791113SQ20051013253
公开日2006年6月21日 申请日期2005年12月26日 优先权日2005年12月26日
发明者怀进鹏, 胡春明, 沃天宇, 李蕾, 钟亮, 薛伟 申请人:北京航空航天大学