專利名稱：一種基于空間坐標的集群網(wǎng)絡(luò)自動配置及管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種基于空間坐標的集群網(wǎng)絡(luò)自動配置及管理方法。
背景技術(shù)：
在大規(guī)模高密度集群中，網(wǎng)絡(luò)地址配置和管理在集群運維工作中非常重要，在很大程度上影響了集群運維工作的效率。在集群運行中，難免會發(fā)生節(jié)點宕機，如果沒有有效的網(wǎng)絡(luò)地址配置和管理策略，需要耗費大量人力人工定位故障節(jié)點并進行故障恢復(fù)，這就影響了整個集群的運維效率，甚至影響到集群的性能。在集群網(wǎng)絡(luò)地址配置管理中，一般使用DHCP (動態(tài)主機設(shè)置協(xié)議，Dynamic HostConfiguration Protocol)協(xié)議進行網(wǎng)絡(luò)地址配置和管理。其中，DHCP協(xié)議是一個局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，其使用UDP (User Datagram Protocol,用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)協(xié)議工作。并且，DHCP協(xié)議的主要操作是給內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)自動分配IP地址，并且給用戶或者內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)管理員作為對所有計算機進行中央管理的手段?？蛻舳擞嬎銠C向DHCP服務(wù)器發(fā)送MAC(MediaAccess Control,介質(zhì)訪問控制)地址作為獲取IP的標識。在ー些高密度嵌入式集群中，因為硬件及設(shè)計需要所有節(jié)點的初始MAC地址相同，由此通過DHCP協(xié)議進行動態(tài)IP的獲取成為問題，其中不能通過DHCP協(xié)議進行網(wǎng)絡(luò)地
址配置和管理。因此，需要ー種簡單高效的能夠進行自動的網(wǎng)絡(luò)地址配置和管理、并具有一定的容錯能力的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供ー種基于空間坐標的嵌入式高密度集群自動網(wǎng)絡(luò)地址配置及管理方法。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種基于空間坐標的集群網(wǎng)絡(luò)自動配置及管理方法，其包括硬連線步驟，用于將各個節(jié)點組卡的控制接ロ以硬連線方式進行連接，以形成集群網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)地址配置步驟，用于通過采用固定編碼格式的位置信息編碼進行層次的網(wǎng)絡(luò)地址配置，其中位置信息編碼長度是由集群網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點的系統(tǒng)規(guī)模及層次配置決定的。優(yōu)選地，在所述網(wǎng)絡(luò)地址配置步驟中，將位置信息編碼分成低位數(shù)據(jù)段、中位數(shù)據(jù)段以及高位數(shù)據(jù)段。優(yōu)選地，在所述網(wǎng)絡(luò)地址配置步驟中，根據(jù)節(jié)點組卡上的節(jié)點數(shù)量來決定低位數(shù)據(jù)段的長度。優(yōu)選地，在所述網(wǎng)絡(luò)地址配置步驟中，根據(jù)集群網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點組卡的數(shù)量來決定中位數(shù)據(jù)段的長度。優(yōu)選地，在所述網(wǎng)絡(luò)地址配置步驟中，將高位數(shù)據(jù)段的長度設(shè)置為兩位。優(yōu)選地，在所述網(wǎng)絡(luò)地址配置步驟中，利用高位數(shù)據(jù)段來指定網(wǎng)絡(luò)地址配置方式及有效位標志；在高位數(shù)據(jù)段為特定值的情況下判斷當前編碼有效并使用位置信息編碼進行節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址配置，否則表示采用節(jié)點文件系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)地址配置文件進行節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址配置。優(yōu)選地，所述網(wǎng)絡(luò)地址配置步驟包括第一步驟，其中利用控制節(jié)點根據(jù)集群網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模大小向不同的節(jié)點組卡寫入不同的網(wǎng)絡(luò)地址；第二步驟，在節(jié)點啟動時通過控制接口讀取網(wǎng)絡(luò)地址中的位置信息編碼；第三步驟，根據(jù)所讀取的位置信息編碼的高位數(shù)據(jù)段判斷當前編碼是否有效，并且其中，如果根據(jù)所讀取的位置信息編碼的高位數(shù)據(jù)段判斷當前編碼有效，則處理轉(zhuǎn)到第四步驟，如果根據(jù)高位數(shù)據(jù)段判斷當前編碼無效，則處理轉(zhuǎn)到第五步驟；第四步驟，使用位置信息編碼進行節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址配置，同時將網(wǎng)絡(luò)地址配置寫入文件系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)地址配置腳本中。在本發(fā)明中，首先，通過硬連線的方式集中對所有節(jié)點進行網(wǎng)絡(luò)地址配置，解決了自動進行網(wǎng)絡(luò)地址配置的問題；其次，通過采用固定編碼格式的位置信息編碼進行層次的網(wǎng)絡(luò)地址配置，其中位置信息編碼長度是由集群網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點的系統(tǒng)規(guī)模及層次配置決定的，從而實現(xiàn)節(jié)點的快速定位；并且基于空間坐標的自動網(wǎng)絡(luò)地址配置方法具有一定容錯 能力，即，即使在使用過程中因為某些原因而出現(xiàn)接口不能正確配置的情況，也能通過本發(fā)明方法的作為冗余設(shè)置的文件系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)地址配置文件，在獲取位置信息失敗的情況下仍能保證網(wǎng)絡(luò)地址配置的正確性。


結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點和特征，其中圖I示意性地示出了高密度嵌入式集群架構(gòu)。圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的位置信息編碼的示例。圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址配置的配置步驟的示例。需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標有相同或者類似的標號。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明的內(nèi)容進行詳細描述。圖I所示為一個典型的高密度嵌入式集群架構(gòu)是一個層次的架構(gòu)，該嵌入式集群架構(gòu)包括8個節(jié)點組卡，具體地，例如，嵌入式集群架構(gòu)具有第一節(jié)點組卡O、第二節(jié)點組卡
I、……、第八節(jié)點組卡7。每個節(jié)點組卡上有8個節(jié)點(在節(jié)點板上)，例如，第一節(jié)點組卡O具有第一節(jié)點A0、第二節(jié)點Al、……、第八節(jié)點A7。由此，整個嵌入式集群架構(gòu)由64個節(jié)點組成。該嵌入式集群架構(gòu)還包括與各個節(jié)點組卡連接的控制節(jié)點B。每個節(jié)點組卡具有布置在各自的節(jié)點板的控制接口。例如，第一節(jié)點組卡O具有第一控制接口 Pl。在這樣的高密度嵌入式集群中，為了支持自動網(wǎng)絡(luò)地址配置，其實現(xiàn)方案既要能夠滿足自動網(wǎng)絡(luò)地址配置及節(jié)點定位的應(yīng)用需求，又要照顧到硬件資源開銷、設(shè)計復(fù)雜性、實現(xiàn)的穩(wěn)定性、可靠性等多方面因素。由此，優(yōu)選地可采用通用的GPI0(General Purpose Input Output,通用輸入/輸出)接ロ作為提供位置信息的接ロ，這些位置信息是在節(jié)點組卡和底板上以硬連線方式的直接實現(xiàn)，實現(xiàn)簡單且穩(wěn)定可靠。即，在本發(fā)明實施例中，將各個節(jié)點組卡的控制接ロ以硬連線方式進行連接(例如連接至一個底板上)，以形成集群網(wǎng)絡(luò)。此后，通過采用固定編碼格式的位置信息編碼進行層次的網(wǎng)絡(luò)地址配置，其中位置信息編碼長度是由集群網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點的系統(tǒng)規(guī)模及層次配置決定的；這將在下文中予以具體描述。在本發(fā)明實施例的方法中，控制節(jié)點B采用集中分層控制的方式向每個節(jié)點提供位置信息。具體地，通過硬連線的方式將每個節(jié)點的節(jié)點板的位置信息送入節(jié)點GPIO接ロ中，節(jié)點通過讀取相應(yīng)GPIO接口中的數(shù)據(jù)來確定其位置信息。同時，本發(fā)明實施例的方法 提供一種統(tǒng)ー的位置信息編碼來根據(jù)位置信息決定節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址配置。具體地說，位置信息編碼是決定節(jié)點網(wǎng)絡(luò)如何配置的唯一規(guī)則，其編碼長度由系統(tǒng)規(guī)模決定。在本發(fā)明實施例中，將位置信息編碼分成低位數(shù)據(jù)段、中位數(shù)據(jù)段以及高位數(shù)據(jù)段。在圖I所示的典型系統(tǒng)中，每個節(jié)點組由8個節(jié)點構(gòu)成，8個節(jié)點組板構(gòu)成整個嵌入式集群系統(tǒng)。這種配置下，位置信息編碼的長度為8位，其中位置信息編碼的最低3位(低位數(shù)據(jù)段)用于表示節(jié)點在節(jié)點組卡上的位置，從000到111分別表示位置O到7 ;位置信息編碼的倒數(shù)第4到6位(中位數(shù)據(jù)段)表示節(jié)點組卡在機箱底板中的位置，編碼范圍可以從O到7 ;節(jié)點位置編碼的最高2 (高位數(shù)據(jù)段)位指定網(wǎng)絡(luò)地址配置方式及有效位標志，具體地說，例如，位置信息編碼的最高2位為“01”表示當前編碼有效并使用位置信息編碼進行節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址配置，否則(高位數(shù)據(jù)段為“01”之外的值的情況下)表示采用節(jié)點文件系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)地址配置文件進行配置。設(shè)置有效位標志可以保證節(jié)點能夠按照指定的方式進行網(wǎng)絡(luò)地址配置，并能夠避免因為器件原因?qū)е碌目煽啃詥栴}。雖然示出了低位數(shù)據(jù)段的長度為3位并且中位數(shù)據(jù)段的長度為3位的示例，但是，優(yōu)選地，根據(jù)節(jié)點組卡上的節(jié)點數(shù)量來決定低位數(shù)據(jù)段的長度，優(yōu)選地，根據(jù)集群網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點組卡的數(shù)量來決定中位數(shù)據(jù)段的長度。而且，優(yōu)選地，高位數(shù)據(jù)段的長度為兩位。圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的位置信息編碼的示例。如圖2所示，最低3位“ 001”表示節(jié)點在節(jié)點組卡上的位置對應(yīng)于“001”所指示的位置；倒數(shù)第4到6位“001”表示節(jié)點組卡在機箱底板中的位置對應(yīng)于“001”所指示的位置；最高2位“01”表示當前編碼有效并使用位置信息編碼進行節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址配置。而且，在本發(fā)明實施例中，位置信息編碼的與節(jié)點及節(jié)點組卡的空間坐標相關(guān)的，編碼規(guī)則與空間坐標的對應(yīng)關(guān)系根據(jù)需求指定，這樣就可以直接根據(jù)節(jié)點的IP地址方便地確定節(jié)點位置。具體地說，例如，圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址配置的配置步驟的示例。如圖3所述，節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址配置步驟如下第一步驟S 1，其中利用控制節(jié)點(如圖I所示的控制節(jié)點B)根據(jù)集群網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模大小向不同的節(jié)點組卡寫入不同的網(wǎng)絡(luò)地址；
第二步驟S2，在節(jié)點啟動時通過控制接口(例如GPIO接口)讀取網(wǎng)絡(luò)地址中的位置信息編碼，處理轉(zhuǎn)到第三步驟S3 ；第三步驟S3，根據(jù)所讀取的位置信息編碼的高位數(shù)據(jù)段判斷當前編碼是否有效；并且其中，如果根據(jù)所讀取的位置信息編碼的高位數(shù)據(jù)段判斷當前編碼有效，則處理轉(zhuǎn)到第四步驟S4 ;如果根據(jù)高位數(shù)據(jù)段判斷當前編碼無效，則處理轉(zhuǎn)到第五步驟S5。第四步驟S4，其中根據(jù)規(guī)則生成節(jié)點IP地址進行網(wǎng)絡(luò)地址配置(即，使用位置信息編碼進行節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址配置)，同時將網(wǎng)絡(luò)地址配置寫入文件系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)地址配置腳本中。第五步驟S5，其中在啟動過程中不通過讀取位置信息配置網(wǎng)絡(luò)，而是交由操作系統(tǒng)自行進行網(wǎng)絡(luò)地址配置，即采用節(jié)點文件系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)地址配置文件進行節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址配置。
由此獲得了節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址配置步驟的一個具體實現(xiàn)方式。由此，本發(fā)明實施例至少具有下述優(yōu)勢I.在大規(guī)模高密度嵌入式集群中采用集中控制的方式進行網(wǎng)絡(luò)地址配置在典型的嵌入式集群中，由于硬件不支持的原因，不能采用DHCP協(xié)議進行網(wǎng)絡(luò)地址配置，通過硬連線的方式集中對所有節(jié)點進行網(wǎng)絡(luò)地址配置，解決了自動進行網(wǎng)絡(luò)地址配置的問題。2.通過采用固定編碼格式的位置信息編碼進行層次的網(wǎng)絡(luò)地址配置，其中位置信息編碼長度是由集群網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點的系統(tǒng)規(guī)模及層次配置決定的。采用固定的編碼格式可以將IP與位置信息通過預(yù)設(shè)規(guī)則對應(yīng)起來，從而實現(xiàn)節(jié)點的快速定位。3.基于空間坐標的自動網(wǎng)絡(luò)地址配置方法具有一定容錯能力在使用過程中會因為某些原因出現(xiàn)GPIO接口不能正確配置的情況，通過本發(fā)明方法的冗余設(shè)置(文件系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)地址配置文件)，在獲取位置信息失敗的情況下仍能保證網(wǎng)絡(luò)地址配置的正確性。此外，需要說明的是，說明書中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用于區(qū)分說明書中的各個組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個組件、元素、步驟之間的邏輯關(guān)系或者順序關(guān)系等?？梢岳斫獾氖?，雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于空間坐標的集群網(wǎng)絡(luò)自動配置及管理方法，其特征在于包括 硬連線步驟，用于將各個節(jié)點組卡的控制接口以硬連線方式進行連接，以形成集群網(wǎng)絡(luò)； 網(wǎng)絡(luò)地址配置步驟，用于通過采用固定編碼格式的位置信息編碼進行層次的網(wǎng)絡(luò)地址配置，其中位置信息編碼長度是由集群網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點的系統(tǒng)規(guī)模及層次配置決定的。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于空間坐標的集群網(wǎng)絡(luò)自動配置及管理方法，其特征在于，在所述網(wǎng)絡(luò)地址配置步驟中，將位置信息編碼分成低位數(shù)據(jù)段、中位數(shù)據(jù)段以及高位數(shù)據(jù)段。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于空間坐標的集群網(wǎng)絡(luò)自動配置及管理方法，其特征在于，在所述網(wǎng)絡(luò)地址配置步驟中，根據(jù)節(jié)點組卡上的節(jié)點數(shù)量來決定低位數(shù)據(jù)段的長度。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于空間坐標的集群網(wǎng)絡(luò)自動配置及管理方法，其特征在于，在所述網(wǎng)絡(luò)地址配置步驟中，根據(jù)集群網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點組卡的數(shù)量來決定中位數(shù)據(jù)段的長度。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于空間坐標的集群網(wǎng)絡(luò)自動配置及管理方法，其特征在于，在所述網(wǎng)絡(luò)地址配置步驟中，將高位數(shù)據(jù)段的長度設(shè)置為兩位。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5之一所述的基于空間坐標的集群網(wǎng)絡(luò)自動配置及管理方法，其特征在于，在所述網(wǎng)絡(luò)地址配置步驟中，利用高位數(shù)據(jù)段來指定網(wǎng)絡(luò)地址配置方式及有效位標志；在高位數(shù)據(jù)段為特定值的情況下判斷當前編碼有效并使用位置信息編碼進行節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址配置，否則表示采用節(jié)點文件系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)地址配置文件進行節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址配置。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至5之一所述的基于空間坐標的集群網(wǎng)絡(luò)自動配置及管理方法，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)地址配置步驟包括 第一步驟，其中利用控制節(jié)點根據(jù)集群網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模大小向不同的節(jié)點組卡寫入不同的網(wǎng)絡(luò)地址； 第二步驟，在節(jié)點啟動時通過控制接口讀取網(wǎng)絡(luò)地址中的位置信息編碼； 第三步驟，根據(jù)所讀取的位置信息編碼的高位數(shù)據(jù)段判斷當前編碼是否有效，并且其中，如果根據(jù)所讀取的位置信息編碼的高位數(shù)據(jù)段判斷當前編碼有效，則處理轉(zhuǎn)到第四步驟，如果根據(jù)高位數(shù)據(jù)段判斷當前編碼無效，則處理轉(zhuǎn)到第五步驟； 第四步驟，使用位置信息編碼進行節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址配置，同時將網(wǎng)絡(luò)地址配置寫入文件系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)地址配置腳本中。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于空間坐標的集群網(wǎng)絡(luò)自動配置及管理方法。將各個節(jié)點組卡的控制接口以硬連線方式進行連接，以形成集群網(wǎng)絡(luò)；通過采用固定編碼格式的位置信息編碼進行層次的網(wǎng)絡(luò)地址配置，其中位置信息編碼長度是由集群網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點的系統(tǒng)規(guī)模及層次配置決定的。將位置信息編碼分成低位數(shù)據(jù)段、中位數(shù)據(jù)段以及高位數(shù)據(jù)段；并且，利用高位數(shù)據(jù)段來指定網(wǎng)絡(luò)地址配置方式及有效位標志；在高位數(shù)據(jù)段為特定值的情況下判斷當前編碼有效并使用位置信息編碼進行節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址配置，否則表示采用節(jié)點文件系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)地址配置文件進行節(jié)點網(wǎng)絡(luò)地址配置。
文檔編號H04L29/12GK102868761SQ20121037498
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者郝子宇, 謝向輝, 吳東, 原昊, 錢磊, 臧春峰, 李璽, 朱桂明 申請人:無錫江南計算技術(shù)研究所