專利名稱：一種機(jī)群系統(tǒng)資源管理的分區(qū)租借方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種機(jī)群系統(tǒng)資源管理的分區(qū)租借方法。
背景技術(shù)：
機(jī)群是由眾多pc機(jī)或workstation(工作站)通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。構(gòu)成機(jī)群的pc機(jī)或workstation被稱為節(jié)點(diǎn)。機(jī)群中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是一臺(tái)可獨(dú)立使用的計(jì)算機(jī)，擁有著各自的硬、軟件資源。如何充分合理地利用機(jī)群的各種資源，是機(jī)群系統(tǒng)應(yīng)用和管理的重要問(wèn)題之一。要充分合理地利用機(jī)群資源，就需要有效地管理機(jī)群中的節(jié)點(diǎn)資源。然而，由于機(jī)群中節(jié)點(diǎn)的分散性、獨(dú)立性、節(jié)點(diǎn)資源的多樣性以及節(jié)點(diǎn)資源在使用過(guò)程中的動(dòng)態(tài)性，給機(jī)群資源管理帶來(lái)了很大的困難。另外，隨著機(jī)群規(guī)模的不斷增大，集中管理機(jī)群系統(tǒng)資源極大地影響了機(jī)群系統(tǒng)的可擴(kuò)展性；再者，用戶對(duì)機(jī)群資源需求的多樣化，也需要靈活地管理機(jī)群節(jié)點(diǎn)資源。
一般的節(jié)點(diǎn)資源管理方法如附圖1所示，所有的節(jié)點(diǎn)都周期性地向機(jī)群資源管理器匯報(bào)資源，由機(jī)群資源管理器集中管理。這種方法簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)，但不能很好地適應(yīng)上述機(jī)群資源管理的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種機(jī)群系統(tǒng)資源管理的分區(qū)租借方法。
采用分區(qū)管理，將機(jī)群節(jié)點(diǎn)分屬于若干個(gè)不同的分區(qū)，采用各自的資源管理策略獨(dú)自管理，并在租借公告牌的幫助下，實(shí)現(xiàn)分區(qū)間資源的租借使用(如附圖2所示)。
機(jī)群節(jié)點(diǎn)的分區(qū)信息由一個(gè)系統(tǒng)配置文件決定。
系統(tǒng)管理員可通過(guò)修改配置文件來(lái)動(dòng)態(tài)管理分區(qū)信息。
每個(gè)分區(qū)只有一個(gè)分區(qū)資源管理器，相互獨(dú)立管理，分區(qū)中節(jié)點(diǎn)不重疊。
系統(tǒng)中只有一個(gè)租借公告牌，租借信息、租借公告牌的初始化信息由配置文件提供。
租借公告牌記錄著租借節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)資源信息，租借節(jié)點(diǎn)時(shí)需先查詢租借公告牌，根據(jù)查詢結(jié)果向相應(yīng)的分區(qū)資源管理器申請(qǐng)租借。


圖1是機(jī)群資源管理的一般方法結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明使用分區(qū)租借方法實(shí)現(xiàn)的機(jī)群系統(tǒng)資源管理的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本發(fā)明的分區(qū)資源管理器的工作流程圖。
這三個(gè)附圖可以更好地說(shuō)明本發(fā)明的思想、實(shí)現(xiàn)和優(yōu)點(diǎn)圖1中，顯示了一種集中式的機(jī)群資源管理方法，即所有的節(jié)點(diǎn)由一個(gè)機(jī)群資源管理器集中管理。其中，1是機(jī)群資源管理器，2是節(jié)點(diǎn)。
圖2是機(jī)群資源管理的分區(qū)租借方法結(jié)構(gòu)圖；圖2中，所有的機(jī)群節(jié)點(diǎn)分成若干個(gè)分區(qū)，分區(qū)間在公告牌的幫助下相互協(xié)商請(qǐng)求租借節(jié)點(diǎn)資源。其中，3是租借公告牌，4表示一個(gè)分區(qū)，包括分區(qū)資源管理器和節(jié)點(diǎn)。5表示另一個(gè)分區(qū)，包括分區(qū)資源管理器和節(jié)點(diǎn)。此圖可以很明確地說(shuō)明本發(fā)明的意圖。通過(guò)與圖1的比較，可以體會(huì)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
圖3是分區(qū)資源管理器的流程圖。它直觀地表達(dá)了資源請(qǐng)求和租借處理的主要流程。其步驟如下a)分區(qū)資源管理器等待接受資源請(qǐng)求。如請(qǐng)求到來(lái)，判斷其是本分區(qū)請(qǐng)求，還是租借請(qǐng)求？如為租借請(qǐng)求，轉(zhuǎn)步驟g，b)判斷請(qǐng)求是否滿足權(quán)限要求？如不滿足，轉(zhuǎn)步驟j，c)判斷分區(qū)是否滿足請(qǐng)求的資源要求？如不滿足，轉(zhuǎn)步驟e，d)給請(qǐng)求分配資源，轉(zhuǎn)步驟a，e)詢問(wèn)租借公告牌是否有可行的租借資源？如果沒(méi)有，轉(zhuǎn)步驟j，f)向其它由租借公告牌指定的分區(qū)請(qǐng)求資源租借，轉(zhuǎn)步驟a，g)判斷租借請(qǐng)求是否滿足本分區(qū)用戶權(quán)限？如不滿足，轉(zhuǎn)步驟j，
h)判斷本分區(qū)可租借資源是否滿足租借請(qǐng)求的資源要求？如不滿足，轉(zhuǎn)步驟j，i)給租借請(qǐng)求分配資源，轉(zhuǎn)步驟a，j)拒絕請(qǐng)求，轉(zhuǎn)步驟a。
具體實(shí)施方法A)分區(qū)管理分區(qū)管理是組織、管理機(jī)群的一種有效方式。采用分區(qū)，使分區(qū)相互獨(dú)立，可以有效組織資源，是增強(qiáng)機(jī)群系統(tǒng)規(guī)模可擴(kuò)展性的基礎(chǔ)(見附圖2)，也為靈活管理機(jī)群、使用機(jī)群提供了便利。
在機(jī)群系統(tǒng)中有一個(gè)關(guān)于節(jié)點(diǎn)分區(qū)的配置文件，名為pools(將每個(gè)分區(qū)稱為一個(gè)節(jié)點(diǎn)池pool)。根據(jù)這個(gè)文件，機(jī)群系統(tǒng)組織分區(qū)、部署各個(gè)分區(qū)里的分區(qū)資源管理器和租借公告牌，并依據(jù)pools文件內(nèi)容初始化它們的信息。通過(guò)手工修改這個(gè)文件或通過(guò)命令方式修改機(jī)群分區(qū)信息，可以靈活的組織分區(qū)，達(dá)到機(jī)群資源管理的靈活性；可以為分區(qū)增加各種屬性以及權(quán)限，實(shí)現(xiàn)機(jī)群應(yīng)用和管理的多樣化。pools文件格式如下，關(guān)鍵字與內(nèi)容以冒號(hào)隔離。
●Namepool的名字，它必須是僅由大寫字母(A-Z)、小寫字母(a-z)、數(shù)字(0-9)以及下劃線(_)構(gòu)成的字符串，其最大長(zhǎng)度不超過(guò)常量MAXPOOlNAMELEN(最大分區(qū)名長(zhǎng)度)。
●Sizepool的大小，即pool所含的節(jié)點(diǎn)數(shù)。注意size大小必須與nodelist中節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)相符。
●Nodelistpool的節(jié)點(diǎn)集，給出所有屬于該pool的節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)名，以“，”分隔。注意同一個(gè)節(jié)點(diǎn)只能出現(xiàn)在一個(gè)分區(qū)中。
●Leaselist可出借資源的節(jié)點(diǎn)列表。注意出借節(jié)點(diǎn)集必須是nodelist的子集。
●RMD_name本pool內(nèi)資源管理器所在節(jié)點(diǎn)的主機(jī)名●RMD_port分區(qū)管理器監(jiān)聽的端口號(hào)●Propertypool的屬性，用戶自己定義，為任意字符串●Users給出有權(quán)限使用該pool的用戶/組，或者沒(méi)有權(quán)限使用該pool的用戶/組。
有權(quán)限的用戶/組以如下形式描述+|username|@groupname|{，username|，@groupname}沒(méi)有權(quán)限的用戶/組以如下形式描述-|-username|-@groupname|{，-username|，-@groupname}其中|表示“或者”{...}表示括號(hào)內(nèi)的內(nèi)容“重復(fù)0次或多次”+(一個(gè)加號(hào))表示所有的用戶都有權(quán)限-(一個(gè)減號(hào))表示所有的用戶都沒(méi)有權(quán)限username表示某個(gè)用戶的登錄名groupname表示某個(gè)組的組名。
根據(jù)pools文件中分區(qū)資源管理器所在的節(jié)點(diǎn)名和監(jiān)聽的端口號(hào)遠(yuǎn)程部署分區(qū)；根據(jù)每個(gè)分區(qū)所管理的節(jié)點(diǎn)列表收集管理每個(gè)分區(qū)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的資源信息；根據(jù)每個(gè)分區(qū)的屬性和使用權(quán)限對(duì)每個(gè)分區(qū)進(jìn)行管理。根據(jù)pools文件啟動(dòng)和初始化租借公告牌，租借公告牌從leaselist域中獲取租借節(jié)點(diǎn)信息。由此，一種機(jī)群系統(tǒng)資源管理的分區(qū)租借方法，其具體實(shí)施步驟如下a)建立名為pools的分區(qū)信息文件；b)依據(jù)pools文件啟動(dòng)和初始化分區(qū)資源管理器；c)依據(jù)pools文件啟動(dòng)和初始化租借公告牌。
在本方法中，將負(fù)責(zé)分區(qū)中資源管理、權(quán)限管理以及可租界資源管理的程序稱為分區(qū)資源管理器，它以后臺(tái)服務(wù)進(jìn)程的形態(tài)存在于系統(tǒng)中。它啟動(dòng)時(shí)依賴于pools文件，啟動(dòng)后，它的工作流程詳見附圖3以及附圖3的說(shuō)明。
B)租借節(jié)點(diǎn)分區(qū)獨(dú)立后，可能有些應(yīng)用需要跨區(qū)使用資源，這時(shí)需要租借其它分區(qū)資源。一個(gè)節(jié)點(diǎn)分區(qū)就是一個(gè)節(jié)點(diǎn)池(pool)。閑置池可以出借資源，資源短缺池可以租借資源。在本方法中，管理各個(gè)分區(qū)租借信息的程序是租借公告牌，它以一個(gè)后臺(tái)服務(wù)進(jìn)程的形態(tài)存在于系統(tǒng)中，它管理這各個(gè)分區(qū)可以出借資源的節(jié)點(diǎn)信息，初始化時(shí)從pools配置文件中獲取最初信息，并在運(yùn)行過(guò)程中動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)刷新租借資源信息。
資源之間的租借在租借公告牌的幫助下由各自的分區(qū)資源管理器協(xié)商決定。當(dāng)某個(gè)分區(qū)需要租借資源時(shí)，先向租借公告牌查詢可出借資源的節(jié)點(diǎn)，然后向相應(yīng)的分區(qū)資源管理器申請(qǐng)租借資源。當(dāng)申請(qǐng)者滿足資源租借權(quán)限(用戶權(quán)限、足夠的可出借資源)時(shí)，分區(qū)資源管理器出借資源(見附圖3)。
當(dāng)租借資源的應(yīng)用完成時(shí)，自動(dòng)釋放資源。當(dāng)出借資源的分區(qū)負(fù)載過(guò)重時(shí)，系統(tǒng)管理員可以查看本分區(qū)資源出借情況，通過(guò)停止應(yīng)用運(yùn)行或應(yīng)用遷移的方法來(lái)回收資源。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是分區(qū)的方法能有效地管理資源，適應(yīng)異構(gòu)機(jī)群資源的多樣性?？梢允雇瑯?gòu)節(jié)點(diǎn)劃在一個(gè)分區(qū)里進(jìn)行管理，使機(jī)群資源管理?xiàng)l理化、清晰化。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是每個(gè)分區(qū)可以實(shí)現(xiàn)各自不同的管理策略，適應(yīng)用戶使用的多樣性和靈活性。還要，每個(gè)分區(qū)有不同的權(quán)限控制，更方便于用戶的使用和管理。
本發(fā)明的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是分區(qū)租借資源的方法巧妙地解決了跨區(qū)使用資源的問(wèn)題，使得節(jié)點(diǎn)分區(qū)后也有辦法使節(jié)點(diǎn)資源聯(lián)合成一個(gè)整體來(lái)使用。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)群系統(tǒng)資源管理的分區(qū)租借方法，其特征在于，采用分區(qū)管理，將機(jī)群節(jié)點(diǎn)分屬于若干個(gè)不同的分區(qū)，采用各自的資源管理策略獨(dú)自管理，并在租借公告牌的幫助下，實(shí)現(xiàn)分區(qū)間資源的租借使用。
2.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)群系統(tǒng)資源管理的分區(qū)租借方法，其特征在于，機(jī)群節(jié)點(diǎn)的分區(qū)信息由一個(gè)系統(tǒng)配置文件決定。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種機(jī)群系統(tǒng)資源管理的分區(qū)租借方法，其特征在于，系統(tǒng)管理員可通過(guò)修改配置文件來(lái)動(dòng)態(tài)管理分區(qū)信息。
4.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)群系統(tǒng)資源管理的分區(qū)租借方法，其特征在于，每個(gè)分區(qū)只有一個(gè)分區(qū)資源管理器，相互獨(dú)立管理，分區(qū)中節(jié)點(diǎn)不重疊。
5.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)群系統(tǒng)資源管理的分區(qū)租借方法，其特征在于，系統(tǒng)中只有一個(gè)租借公告牌，租借信息、租借公告牌的初始化信息由配置文件提供。
6.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)群系統(tǒng)資源管理的分區(qū)租借方法，其特征在于，租借公告牌記錄著租借節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)資源信息，租借節(jié)點(diǎn)時(shí)需先查詢租借公告牌，根據(jù)查詢結(jié)果向相應(yīng)的分區(qū)資源管理器申請(qǐng)租借。
7.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)群系統(tǒng)資源管理的分區(qū)租借方法，其具體實(shí)施步驟如下a)建立名為pools的分區(qū)信息文件；b)依據(jù)pools文件啟動(dòng)和初始化分區(qū)資源管理器；c)依據(jù)pools文件啟動(dòng)和初始化租借公告牌。
8.如權(quán)利要求1所述的一種機(jī)群系統(tǒng)資源管理的分區(qū)租借方法，其特征在于，系統(tǒng)中存在一個(gè)租借公告牌和多個(gè)分區(qū)資源管理器，其工作步驟如下a)分區(qū)資源管理器等待接受資源請(qǐng)求。如請(qǐng)求到來(lái)，判斷其是本分區(qū)請(qǐng)求，還是租借請(qǐng)求？如為租借請(qǐng)求，轉(zhuǎn)步驟g，b)判斷請(qǐng)求是否滿足權(quán)限要求？如不滿足，轉(zhuǎn)步驟j，c)判斷分區(qū)是否滿足請(qǐng)求的資源要求？如不滿足，轉(zhuǎn)步驟e，d)給請(qǐng)求分配資源，轉(zhuǎn)步驟a，e)詢問(wèn)租借公告牌是否有可行的租借資源？如果沒(méi)有，轉(zhuǎn)步驟j，f)向其它由租借公告牌指定的分區(qū)請(qǐng)求資源租借，轉(zhuǎn)步驟a，g)判斷租借請(qǐng)求是否滿足本分區(qū)用戶權(quán)限？如不滿足，轉(zhuǎn)步驟j，h)判斷本分區(qū)可租借資源是否滿足租借請(qǐng)求的資源要求？如不滿足，轉(zhuǎn)步驟j，i)給租借請(qǐng)求分配資源，轉(zhuǎn)步驟a，j)拒絕請(qǐng)求，轉(zhuǎn)步驟a。
全文摘要
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，管理機(jī)群系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)資源的有效方法就是分區(qū)租借。將機(jī)群節(jié)點(diǎn)分屬于若干個(gè)不同的分區(qū)，采用各自的策略獨(dú)自管理。當(dāng)一個(gè)分區(qū)資源不夠用時(shí)，可在一定規(guī)則下實(shí)現(xiàn)分區(qū)合作，即租借其它分區(qū)節(jié)點(diǎn)資源。這就是一種機(jī)群系統(tǒng)資源管理的分區(qū)租借方法。實(shí)施此方法的具體步驟為a)建立名為pools的分區(qū)信息文件；b)依據(jù)pools文件啟動(dòng)和初始化分區(qū)資源管理器；c)依據(jù)pools文件啟動(dòng)和初始化租借公告牌。
文檔編號(hào)G06F15/177GK1547128SQ200310119409
公開日2004年11月17日 申請(qǐng)日期2003年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月10日
發(fā)明者涂碧波, 鄒銘, 孟丹 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所