[发明专利]一种对地观测空间云服务资源池化管理系统

说明书

本发明提供一种对地观测空间云服务资源池化管理系统，包括地面管理端和星上管理端，地面管理端主要负责统筹管理整个星座的资源，星上管理端主要负责单颗卫星上多计算板的资源池化和管理；该系统可进行资源使用状态统计和资源整体视图生成。本发明将通用计算资源和专用计算资源分别池化管理，在充分考虑卫星运动状态和通信状态的基础上管理调度资源，并且能够结合地面管理，配置完整的C/S架构。

技术领域

本发明属于云计算技术领域，尤其涉及一种对地观测空间云服务资源池化管理系统。

背景技术

云计算是一种可以提供可扩展的分布式的廉价计算能力的技术。云提供商基于虚拟化技术，将单个服务器硬件虚拟成多个虚拟机或容器，为用户提供服务。但是，随着云计算业务规模的膨胀，传统机架式服务器在应对大规模业务模型时，开始显露出疲态，在运行某一种资源密集型的应用，效率不够高，还影响密度。同时，不同类型资源之间也存在生命周期不同步的问题。为此，云提供商通常会定制不同型号的服务器以运行不同类型的任务。然而随着服务器类型的增加，不仅给服务器的资源管理带来了困难，也给服务器的运营增加了很多困难和成本。因此以Intel、Google为首的多家公司着手研究新型的服务器架构，其中服务器资源池化技术成为主流。由于单个服务器的CPU、内存、硬盘资源颗粒度较小，因此在虚拟化应用中，经常出现资源配置空洞，要么是CPU核数没有分配完，要么是内存没有分配完，更多的情况是硬盘容量存在大量空闲。而资源池化可以更好的解决上述问题。资源池化在硬件层面提供的虚拟化能力。资源池化后，创建出来的逻辑服务器上，可以继续运行虚拟化和云服务器软件，再创建出虚拟机或容器给用户使用。资源池化后可以进一步减少云服务产生的资源配置空洞，进一步提高硬件资源的利用率。除了能够带来灵活、弹性的资源部署，提高资源利用率这个优势，还能够更有效的提高服务器的故障修复能力，提升服务器运营效率。

卫星上为了保证可靠性，普遍采用冗余设计，即搭载多块相同的计算板同时工作，因此对于单颗卫星，如何池化其资源并统一管理存在以下挑战：

1.当前技术主要面向与通用计算资源如CPU、内存等。但对于星载计算资源，其计算能力受功耗等条件限制一般较弱，因此在卫星上普遍搭载特定芯片如FPGA来执行特定任务，而FPGA由于其特性无法进行通用计算，因此难以池化以支持通用任务。

2.当前技术主要针对数据中心，其服务器相对稳定，但由于太空中缺乏散热环境，单张计算板难以长期工作，因此需要进行相对频繁的切换，因此在某时刻下对于不同的计算板上的资源应该做区别对待，目前技术并不支持。

而对于整个星座，如何综合管理资源存在以下挑战：

1.当前资源管理技术主要面向数据中心，各台服务器之间位置、网络状态稳定，但是星座间各颗卫星相对位置不断变化，网络状态不断改变，因此在管理资源时需要充分考虑卫星的特点，现有技术并不支持。

2.由于星载设备性能和动态时空连接性所限制，星间资源管理系统无法用中心服务器的方式来管理，更无法在星间实现C/S架构。

从以上可以看出，当前的资源池化与管理方法在卫星上部署存在一定的问题，主要体现在三个方面，一是卫星上多为专用芯片，难以池化以提供通用计算能力；二是卫星不断运动，网络状态不稳定；三是无中心，无法在星上部署C/S架构。

发明内容

针对现有存在的技术问题，本发明提供一种对地观测空间云服务资源池化管理系统。本发明将通用计算资源和专用计算资源分别池化管理，在充分考虑卫星运动状态和通信状态的基础上管理调度资源，并且能够结合地面，配置完整的C/S架构。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：