[发明专利]一种分布式计算管理平台机群分级管理的自适应调整方法

权利要求书

1.分布式计算管理平台机群分级管理的自适应调整方法，该方法管理和调整的内容包括：机群节点，由一台或多台计算机组成，用于运行分布式计算管理平台及相关计算程序，它是分布式计算管理平台计算资源调度和管理的最小单位；所有机群节点的信息交互基于局域网进行，支持TCP和UDP协议；工作域，也称计算域，是指为了实现某些相关应用功能而划分的机群节点的集合；它是分布式计算管理平台应用功能实现工作周期设置的基础单元；应用服务器，负责计算数据生成、计算结果处理以及节点和工作域状态信息收集和发布的工作；机群节点基于分级管理的自适应调整方法应用于电力系统的分布式计算管理平台，其中在应用服务器上运行机群节点自适应调整程序，实现对系统中所有工作域和机群节点的运行监视；在所有机群节点上运行分布式计算管理平台，识别各自所属的工作域，实现每个工作域的独立计算和运行状态的更新；具体步骤如下：

1）根据应用功能的需要将系统划分成多个工作域，以工作域为单位进行各自计算功能的数据处理、计算调度和结果回收，工作域间不存在数据和控制信息的交互，以满足不同应用功能不同工作周期的需求；

2）当已运行的工作域退出运行或增加新的工作域时，应用服务器上的机群节点自适应调整程序根据各个工作域的参考工作周期、最小保留节点数和最大保留节点数等参数，动态调整各个工作域的机群节点分配信息；

3）当已运行的机群节点退出运行或新增机群节点时，应用服务器上的机群节点自适应调整程序依据各个工作域的参考工作周期、最小保留节点数和最大保留节点数等参数，动态调整各个工作域的机群节点分配信息；

4）机群节点上运行的分布式计算管理平台依据修改后的机群节点所属工作域信息实现机群节点在多个工作域间的动态切换。

2.根据权利要求1所述的分布式计算管理平台机群分级管理的自适应调整方法，其特征在于步骤1）中分布式计算管理平台的备用机制由单个工作域内扩充到整个机群系统。

3.根据权利要求1所述的分布式计算管理平台机群分级管理的自适应调整方法，其特征在于步骤2）和3）中以机群节点调整数量最少为目标，根据工作域和机群节点的运行状态实现机群节点在工作域间的分级优化分配；

  (1)

                           (2)

         (3)

                                                        (4)

                                                        (5)

                                                                 (6)

                                                                      (7)

 其中为正常运行的工作域数目，为正常运行的机群节点数目，是个机群节点与个工作域的分配关系矩阵，是调整前的分配矩阵，为调整后满足（4）-（7）各类约束的机群节点调整数量最小的优化分配矩阵，是第i个工作域分配的机群节点数目，是第i个机群节点与第j个工作域分配隶属关系（若为1，表示第i个节点从其他工作域切换给工作域j使用；若为0，表示其不属于工作域j；若为-1，表示第i个节点从工作域j切换给其他工作域使用）（工作域0作为特殊的工作域，所有状态为未分配的机群节点属于工作域0）； 是第i个工作域的参考工作周期；是第i个工作域最少分配的机群节点数目，默认为0；是第i个工作域最多分配的机群节点数目，默认为机群节点总数；式（3）保证一个机群节点只能分配给一个工作域；式（4）保证每个工作域基于参考工作周期分配机群节点资源；式（5）保证尽可能将所有可用的机群节点资源都分配给工作域使用（如果机群节点数目超过所有工作域的最大保留节点数目之和，则存在节点处于未分配状态）；式（6）是工作域正常运行时对计算资源的最低要求；式（7）是工作域正常运行时计算资源的最高配置；具体求解步骤如下：

 1）根据式（4）和式（5）求出机群节点分配的近似解；

2）然后再判断式（6）和式（7）约束是否满足，若两者满足，该近似解即为可行解，直接转iv)；

3）若无法满足式（6），挑选出优先级最低的工作域，将剩余的工作域和机群节点数重新按照式（4）和式（5）求解，转i);

4）若无法满足式（7），挑选出不满足条件的工作域，给其分配最大节点数，将剩余的工作域和机群节点数按式（4）和式（5）求解，转i)；

若根据i)求出可行解，比较所有工作域的目标节点数和当前节点数的差值，挑选出需要减少节点的工作域集合和需要增加节点的工作域集合；为工作域集合D_del中工作域数目，为工作域集合中各工作域需要减少的节点数；为工作域集合中工作域数目，为工作域集合中各工作域需要增加的节点数对于状态为未分配的节点，默认放在工作域0处理，工作域0默认属于工作域集合；

5）将机群节点的优化分配矩阵初始化为调整前的分配矩阵，并将状态为未分配的节点作为预分配为工作域0的节点，同时将优化分配矩阵中对应位置置为1，工作域0需要减少的节点数为工作域0中节点的数目；

6）将工作域集合中的每个工作域的节点按优先级从低到高排序，挑选出优先级最低的个节点，将机群节点的优化分配矩阵中对应位置的状态置为-1；将所有状态矩阵中含有-1状态的节点挑选出来形成调整节点集合，并且按照节点优先级从低到高排序，逐个分配给中的工作域（每个节点只分配一次，满足式（3）约束），并保证工作域最终增加的节点数为；修改中各个节点在优化分配矩阵中对应位置的状态为1，从而形成机群节点的优化分配矩阵；

7）根据调整后的机群节点优化分配矩阵修改中的机群节点在数据库或文本文件中在所属的工作域号（将优化分配矩阵中元素为-1的节点所属工作域修改为对应行中列元素为1的工作域），修改各个工作域的所属节点数为调整后的机群节点数目。