专利名称：一种调度方法、装置及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及云计算网络领域，尤其涉及一种调度方法、装置及系统。
背景技术：
云计算的核心思想，是通过软件将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度， 构成一个计算资源池向用户按需服务。云计算的基本原理是通过使计算分布在网络中所存在的大量的分布式计算机上，而非本地计算机或远程服务器中，这使得企业能够将资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。在云计算的具体应用中，需要足够的资源，以使云计算可以应对网络的尖峰应用和多样性的应用，即，针对特定资源产生突发的大规模应用以及应用的种类多样化时，可以满足用户的应用。为了满足用户的应用，往往会使得云计算中的资源配置比一般的常规应用所需配置要高出很多，由于很多资源在常规使用中被闲置，所以，云计算中的资源会造成严重的浪费。因此，需要一种更为合理的调度方法，对业务和资源进行调度，以实现资源更加高效和合理的利用，降低云计算中的资源浪费。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种调度方法、装置及系统，其具体方案如下一种调度方法，包括主节点接收区域网络内各个子节点实时上报的感知信息，所述感知信息至少包括子节点的业务或资源类型、忙闲度和功耗；确定与各个子节点对应的，预先设定的期望状态，所述期望状态至少包括所述各个子节点的期望功耗；当子节点的感知信息不符合所述期望状态时，确定所述子节点为待处理子节点；参考所述待处理子节点的期望状态，并依据各个子节点实时上报的感知信息生成调度策略；发送所述调度策略到所述待处理子节点，所述调度策略作为所述待处理子节点进行任务及资源调度的基础。优选的，还包括存储所述各个子节点实时上报的感知信息。优选的，所述依据所述感知信息确定子节点的状态信息的过程包括依据协议分析、流量识别或净荷检测识别的方式确定各个子节点的业务类型。优选的，所述业务类型为语音、视频、浏览、搜索引擎、多媒体、网游、动漫、地图快速生成、科学计算、即时通信、微博或电子商务中的一种或任意几种的组合。优选的，所述子节点的状态信息不符合所述期望状态至少包括所述状态信息中
4的功耗大于子节点的期望功耗。优选的，所述参考所述待处理子节点的期望状态，并依据各个子节点实时上报的感知信息生成调度策略的过程包括依据所述待处理子节点状态信息中的忙闲度，确定所述待处理子节点中资源状态为空闲的资源为目标资源；生成包含所述目标资源标识的运行关断调度策略。优选的，所述期望状态还包括子节点的期望业务量。优选的，所述状态信息不符合所述期望状态至少包括子节点的业务量大于子节点的期望业务量。优选的，所述参考所述待处理子节点的期望状态，并依据各个子节点实时上报的感知信息生成调度策略的过程包括确定所述待处理子节点的调度子节点；获取所述存储的各个子节点的状态信息中所述调度子节点的状态信息；计算所述待处理子节点的业务量与所述待处理子节点的期望业务量的差值业务量；依据所述调度子节点的状态信息内的忙闲度，确定所述调度子节点的空闲资源量；当所述空闲资源量不小于所述差值业务量所需的资源量时，生成包含所述调度子节点标识和所述差值业务量的业务转移调度策略。一种调度装置，包括接收模块，用于主节点接收网络内各个子节点实时上报的感知信息，所述感知信息至少包括子节点的业务或资源类型、忙闲度和功耗；期望状态确定模块，用于确定与各个子节点对应的，预先设定的期望状态，所述期望状态至少包括所述各个子节点的期望功耗；待处理节点确定模块，用于当子节点的状态信息不符合所述期望状态时，确定所述子节点为待处理子节点；调度策略生成模块，用于参考所述待处理子节点的期望状态，并依据各个子节点实时上报的感知信息生成调度策略；发送模块，用于发送所述调度策略到所述待处理子节点，所述调度策略作为所述待处理子节点进行任务及资源调度的基础。优选的，还包括存储模块，用于存储所述各个子节点实时上报的感知信息。—种调度系统，包括多层计算资源，每一层计算资源包括多个区域网络，每一个区域网络包含主节点和多个子节点，所述主节点上设置有如上所述的调度装置。本发明公开的调度方法，主节点依据子节点上报的感知信息确定节点的状态信息和预先为子节点设定的期望状态来判定节点是否处于一个高效合理的工作状态，如果当前的工作状态不满足预先设定的期望状态，则可参考期望状态，利用状态信息生成调度策略， 对节点的任务或资源进行调度，从而使得节点可以工作在期望状态，实现资源更加高效和合理的利用，降低了云计算中的资源浪费。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例公开的调度方法的流程图；图2为本发明实施例公开的参考所述待处理子节点的期望状态，并依据各个子节点实时上报的感知信息生成调度策略的流程图；图3为本发明实施例公开的又一参考所述待处理子节点的期望状态，并依据各个子节点实时上报的感知信息生成调度策略的流程图；图4为本发明实施例公开的DCSP协议的层次及功能示意图；图5为本发明实施例公开的调度装置的结构示意图；图6为本发明实施例公开的调度系统的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例公开了一种调度方法，该方法建立在网络内子节点将其自身的感知信息成功的上报给进行生成调度策略的主节点的基础上。由于云计算的核心思想是通过软件将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，大量的计算资源可以按照处理性能或地域等条件划分为多层，每一层的计算资源同样可以划分为多个区域网络，每一个区域网络中包括一个主节点和多个子节点，高层计算资源中区域网络内的子节点可以为低层区域网络的主节点。以按照地域条件进行划分为例，假设将全国的资源进行统一管理和调度，那么可以按照省、市、县等进行分层，省位于第一层，市位于第二层，依次向下分布，每一层都包含多个区域网络，比如河北省对应的区域网络，河南省对应的区域网络，而第一层的区域网络内，又可以按照地级市划分为多个第二层区域网络，例如对于河北省区域网络来讲，可以包括石家庄市区域网络、保定市区域网络、唐山市区域网络等。石家庄市区域网络、保定市区域网络、唐山市区域网络中分被包含一个主节点，对其所在区域网络内的全部资源进行统一的管理和调度，而各个第二层区域网络的主节点作为第一层区域网络的主节点的子节点，最后，全部的地级市区域网络内的资源状态汇总到对应河北省的主节点上，由对应河北省的主节点对全省内的资源进行统一管理调度。本发明实施例公开了一种调度方法，从每一层区域网络内的主节点对其区域内的从节点进行管理调度的角度进行描述，其流程如图1所示，包括步骤S11、每一层区域网络内的主节点接收区域网络内各个子节点实时上报的感知信息，所述感知信息至少包括子节点的业务或资源类型、忙闲度和功耗；子节点收集并存储相关感知信息，例如，子节点的业务或资源类型，忙闲度、功耗等，作为感知信息，上报给主节点。子节点可以是服务器、路由器、交换机、网桥、智能集线
6器、PC机、网络打印机等。硬件资源类型可以分为服务器、路由器、交换机、网桥、智能集线器、PC机、网络打印机、盘阵、不间断电源UPS、机柜(服务器机柜、网络机柜、控制台机柜)、 制冷设备、各类传感器等。应用软件资源的类型可以按照业务类型来分类，系统软件资源的类型则可以按照操作系统、各种语言处理程序和各种数据库管理系统3类。依据协议分析、流量识别或净荷检测识别的方式确定各个子节点的业务类型。所述业务类型为语音、视频、浏览、搜索引擎、多媒体、网游、动漫、地图快速生成、科学计算、 即时通信、微博或电子商务中的一种或任意几种的组合。此外，还可以通过协议流程分析识别、连接模式识别、流统计状态识别等方式来识别业务类型。步骤S12、确定与各个子节点对应的，预先设定的期望状态，所述期望状态至少包括所述各个子节点的期望功耗；系统预先对各个子节点的状态进行设定，作为期望状态，其中至少包括子节点的期望功耗。还可以包括子节点的期望业务量等。步骤S13、当子节点的感知信息不符合所述期望状态时，确定所述子节点为待处理子节点；具体的所述子节点的状态信息不符合所述期望状态至少包括所述状态信息中的功耗大于子节点的期望功耗。则表明需要对该子节点进行调度处理。步骤S14、参考所述待处理子节点的期望状态，并依据各个子节点实时上报的感知信息生成调度策略；根据上述步骤中，当所述状态信息中的功耗大于子节点的期望功耗时，所述参考所述待处理子节点的期望状态，并依据各个子节点实时上报的感知信息生成调度策略的过程如图2所示，包括步骤S21、依据所述待处理子节点状态信息中的忙闲度，确定所述待处理子节点中资源状态为空闲的资源为目标资源；功耗大于期望功耗通常原因在于，没有进行工作的资源处于开启状态，所以通过忙闲度确定出空闲的资源后，对空闲资源进行处理。步骤S22、生成包含所述目标资源标识的运行关断调度策略。该运行关断策略可以为一条专门生成的指令，指令中包含目标资源标识，用来确定对哪个资源进行调度，具体的形式可以为，直接将标识设置在信令中用于存储目标资源标识的区域，假设目标资源标识为5，则直接在存储目标资源标识的区域设置为5，或者，存储目标资源标识对应的二进制代码，如101，本实施例并不限定具体的形式只有上述两种， 凡是能够起到对目标资源标识进行表示的形式，都是本实施例保护的范围。本实施例也可以利用现有的SNMP(Simple Network Management Protocol，简单网络管理协议)，或者 XMPP (Extensible Messaging and Presence Protoco 1, njJfMffIE[ii) Wft^iiif 改进从而得到。步骤S15、发送所述调度策略到所述待处理子节点，所述调度策略作为所述待处理子节点进行任务及资源调度的基础。将调度策略发送给待处理子节点，使其依据该调度策略进行任务及资源的调度， 使得其状态信息符合所述期望状态。
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进一步，本实施例还包括存储所述各个子节点实时上报的感知信息。该过程可以发生在上述处理过程中主节点接收到感知信息时，或者之后。本实施例公开的调度方法，依据节点对信息的感知，获得节点的感知信息，并在感知信息不符合节点的期望状态时，生成调度策略对节点的资源及任务进行调整，从而使得节点可以工作在预先设定的期望状态下，提高了节点的资源利用率，使得节点可以实时以最大的效率进行工作，从而降低了云计算中的资源浪费。进一步的，上述实施例中，期望状态还包括子节点的期望业务量。此时，所述状态信息不符合所述期望状态的情况还包括子节点的业务量大于子节点的期望业务量。即子节点所承受的任务量大于预先设定的该节点的期望业务量。预先设定的期望业务量为该节点能够高效处理的业务量，如果大于该业务量，必然会导致子节点处理效率的降低。当子节点的业务量大于子节点的期望业务量时，参考所述待处理子节点的期望状态，并依据各个子节点实时上报的感知信息生成调度策略的过程如图3所示，包括步骤S31、确定待处理字节点的调度子节点；本实施例中，确定与待处理子节点距离最小的子节点为调度子节点进行处理。步骤S32、获取所述存储的各个子节点的状态信息中所述调度子节点的状态信息；根据存储的各个子节点的状态信息，获得调度子节点的状态信息，以判断是否能够将待处理子节点的业务量转移到该调度子节点上。步骤S33、计算所述待处理子节点的业务量与所述待处理子节点的期望业务量的差值业务量；获得待处理子节点的业务量超出期望业务量的部分。步骤S34、依据所述调度子节点的状态信息内的忙闲度，确定所述调度子节点的空闲资源量；获得调度子节点的空闲资源量。步骤S35、判断所述差值业务量所需的资源量是否小于所述调度子节点的空闲资源量，若是，则执行步骤S36，若否，则结束；步骤S36、生成包含所述调度子节点标识和所述差值业务量的业务转移调度策略；然后将业务转移调度策略发送给待处理子节点，待处理子节点将差值业务量发送给与标识对应的调度子节点，由调度子节点处理超出预设业务量的部分。本实施例并不限定将与待处理子节点距离最近的子节点确定为调度子节点，其同样可以设定其他的原则，或者，将本层区域网络内的其他子节点按照与待处理子节点的距离的由小到大进行排序，当与待处理子节点距离最小的子节点的空闲资源量无法满足差值业务量的需要时，按照由小到大的顺序，选取下一子节点，作为调度子节点，然后重复上述过程。本实施例公开的方法，通过将超出子节点期望业务量的业务量调度到调度节点上，使得子节点能够将其业务量维持在期望值，实现对业务的高效处理。该协议建立在下层协议的可靠传输的基础上。进一步的，可将上述实施例公开的调度方法通过协议来实现。技术人员在此基础上，依据上述思想，设计了一种动态协同调度协议(Dynamic Cooperative Scheduling Protocol，简称DCSP)，作为业务及资源协同感知和调度控制的规则及约定。该协议的功能如上述方法实施例所示，能够实现资源及其利用率的协同感知功能，从而可以使业务的处理更加专业和高效，资源的利用更加高效与合理。本发明实施例公开的DCSP协议的层次及功能如图4所示，包括业务类型层、DCSP层、TCP/UDP层、IP层、链路层和硬件层。其功能包括调度功能、控制功能、业务感知功能、资源感知功能、能耗感知功能、协同功能、监视功能等。一个应用DCSP协议进行协同感知和调度控制管理的网络包含四个基本要素网络元素、代理、管理系统和DCSP协议。一个网络元素是一个包含DCSP代理并处于被管理的网络管理区域中的一个网络结点，例如上述实施例中的子节点。网络元素收集并存储相关感知信息，并使用DCSP使这些信息对管理系统有用。网络元素可以是服务器、路由器、交换机、 网桥、智能集线器、PC机、网络打印机等。代理是处于网络元素中的一个网络管理软件模块。 代理可感知相关区域中的预关注信息，并能转化为DCSP —致的格式。管理系统执行应用程序监控网络元素。管理系统为管理和调度提供相应的处理和存储资源。在任何一个网络管理区域中至少存在两个管理系统，以提供冗余度，防止故障。若实现上述功能，需要通过相应的命令来实现，例如，感知自身的感知信息，可以通过读(get)，写(set)，通知(inf)和遍历(Traversal)操作命令实现。管理系统使用读命令来感知网络元素，检查网络元素维持的不同的变量。管理系统使用写命令控制网络元素，改变存储在网络元素中的变量值。网络元素使用inf命令向管理系统异步地报告事件。 当一定类型的事件发生，网络元素向管理系统发送一个通知。管理系统使用traversal操作决定网络元素支持哪些变量，从而收集相关信息。与现有的协议报文结构相似，DCSP报文同样包含多个域，报文类型标示DCSP、业务及资源类型码、业务的承载IP地址、业务的感知推送地址和业务及资源的详细信息等， 并通过获取操作get-request，提取一个或多个参数值；设置操作set-request，设置一个或多个参数值；响应操作get-response，返回的一个或多个参数值，它是前面两种操作的响应操作。并通过通知操作inf，通知某些事件或行为发生。遍历操作traversal，根据网络元素支持的变量类型，收集信息到相应的变量表中。本发明公开的实施例中，DCSP协议的实现可以借鉴SNMP的实现方式，通过配置文件提供配置信息，并建立业务及资源信息库，从而实现该协议。一个DCSP报文由三个部分组成，即公共DCSP首部、get/set首部inf/traversal 首部、变量绑定。此处以公共DCSP首部和get/set首部为例进行介绍。(1)公共 DCSP 首部共三个字段版本、云团体(community)和类型。写入版本字段的是版本号减1，对于DCSP (即DCSPV1)则应写入0。云团体就是一个字符串，作为管理进程和代理进程之间的明文口令，常用的是6 个字符 “public，，。根据类型，填入0 4中的一个数字，其对应关系如表1所示意图。表1:类型
权利要求
1.一种调度方法，其特征在于，包括主节点接收区域网络内各个子节点实时上报的感知信息，所述感知信息至少包括子节点的业务或资源类型、忙闲度和功耗；确定与各个子节点对应的，预先设定的期望状态，所述期望状态至少包括所述各个子节点的期望功耗；当子节点的感知信息不符合所述期望状态时，确定所述子节点为待处理子节点； 参考所述待处理子节点的期望状态，并依据各个子节点实时上报的感知信息生成调度策略；发送所述调度策略到所述待处理子节点，所述调度策略作为所述待处理子节点进行任务及资源调度的基础。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括 存储所述各个子节点实时上报的感知信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述依据所述感知信息确定子节点的状态信息的过程包括 依据协议分析、流量识别或净荷检测识别的方式确定各个子节点的业务类型。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述业务类型为语音、视频、浏览、搜索引擎、多媒体、网游、动漫、地图快速生成、科学计算、即时通信、微博或电子商务中的一种或任意几种的组合。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述子节点的状态信息不符合所述期望状态至少包括所述状态信息中的功耗大于子节点的期望功耗。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述参考所述待处理子节点的期望状态， 并依据各个子节点实时上报的感知信息生成调度策略的过程包括依据所述待处理子节点状态信息中的忙闲度，确定所述待处理子节点中资源状态为空闲的资源为目标资源；生成包含所述目标资源标识的运行关断调度策略。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述期望状态还包括子节点的期望业务量。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述状态信息不符合所述期望状态至少包括子节点的业务量大于子节点的期望业务量。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述参考所述待处理子节点的期望状态， 并依据各个子节点实时上报的感知信息生成调度策略的过程包括确定所述待处理子节点的调度子节点；获取所述存储的各个子节点的状态信息中所述调度子节点的状态信息； 计算所述待处理子节点的业务量与所述待处理子节点的期望业务量的差值业务量； 依据所述调度子节点的状态信息内的忙闲度，确定所述调度子节点的空闲资源量； 当所述空闲资源量不小于所述差值业务量所需的资源量时，生成包含所述调度子节点标识和所述差值业务量的业务转移调度策略。
10.一种调度装置，其特征在于，包括接收模块，用于主节点接收网络内各个子节点实时上报的感知信息，所述感知信息至少包括子节点的业务或资源类型、忙闲度和功耗；期望状态确定模块，用于确定与各个子节点对应的，预先设定的期望状态，所述期望状态至少包括所述各个子节点的期望功耗；待处理节点确定模块，用于当子节点的状态信息不符合所述期望状态时，确定所述子节点为待处理子节点；调度策略生成模块，用于参考所述待处理子节点的期望状态，并依据各个子节点实时上报的感知信息生成调度策略；发送模块，用于发送所述调度策略到所述待处理子节点，所述调度策略作为所述待处理子节点进行任务及资源调度的基础。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括存储模块，用于存储所述各个子节点实时上报的感知信息。
12.一种调度系统，其特征在于，包括多层计算资源，每一层计算资源包括多个区域网络，每一个区域网络包含主节点和多个子节点，所述主节点上设置有如权利要求10或 11所述的调度装置。
全文摘要
本发明公开了一种调度方法、装置及系统，包括主节点接收区域网络内各个子节点实时上报的感知信息；确定与各个子节点对应的，预先设定的期望状态；当子节点的感知信息不符合所述期望状态时，确定子节点为待处理子节点；生成调度策略；发送所述调度策略到所述待处理子节点。本发明公开的调度方法，主节点依据子节点上报的感知信息确定节点的状态信息和预先为子节点设定的期望状态来判定节点是否处于一个高效合理的工作状态，如果当前的工作状态不满足预先设定的期望状态，则可参考期望状态，利用状态信息生成调度策略，对节点的任务或资源进行调度，从而使得节点可以工作在期望状态，实现资源更加高效和合理的利用，降低了云计算中的资源浪费。
文档编号H04L29/08GK102209041SQ201110196170
公开日2011年10月5日 申请日期2011年7月13日 优先权日2011年7月13日
发明者刘超, 庞建民, 张兴明, 张帆, 张铮, 斯雪明, 李弋, 祝卫华, 祝永新, 罗兴国, 邬江兴, 陆菲菲, 齐宁 申请人:上海红神信息技术有限公司, 中国人民解放军信息工程大学