[发明专利]计算机集群资源分配系统和方法

摘要

本发明公开了一种计算机集群资源分配系统，管理中心根据各计算节点的资源容量信息，生成计算机集群的资源容量矩阵；管理中心在各个任务到达时，依据资源调度策略，自动为各任务计算并合理分配各个计算节点上的资源数，为各个任务动态分配各计算节点以及各节点上的资源。本发明还公开了一种计算机集群资源分配方法。本发明能公平、高效的分配计算机集群资源。

主权项

一种计算机集群资源分配系统，包括一管理中心、N个计算节点，N为正整数；管理中心同各个计算节点网络连接，每个计算节点上有M种资源，M为正整数；各个计算节点，分别向管理中心上报本计算节点的资源容量信息；其特征在于，管理中心根据各计算节点的资源容量信息，生成计算机集群的资源容量矩阵；管理中心在J个任务到达时，依据资源调度策略，为J个任务动态分配计算节点以及节点上的资源，J为正整数；定义资源容量矩阵C，第n个计算节点的第m种资源的容量为Cn,m，n为小于等于N的正整数，m为小于等于M的正整数；定义作业数目矩阵x，第j个任务在第n个计算节点上分配的作业数目为xj,n；定义作业资源需求矩阵R,第j个任务的单个作业对第m种资源的需求为Rj,m；定义单种资源的最大比例矩阵μ，μj,n为第j个任务单个作业占用第n个计算节点上的单种资源的最大比例，j为小于等于J的正整数；定义资源紧缺程度变量矩阵λ，λn,m为第n个计算节点的第m种资源的资源紧缺程度变量；定义内迭代步长δ(in)，δj,n(in)为第j个任务在第n个计算节点上分配作业数目的内迭代步长，δj,n(in)＞0；定义外迭代步长δ(out)，δn,m(out)为第n个计算节点的第m种资源的外迭代步长，δn,m(out)＞0；定义资源分配的公平因子为а，а≥0，公平因子а的取值越大，资源分配越倾向公平；公平因子а的取值越小，资源分配越倾向效率；所述资源调度策略包括以下步骤：一.为公平因子а赋值，计算单种资源的最大比例矩阵μ；启动外迭代，为外迭代步数t赋初始值；为资源紧缺程度变量矩阵λ(t)赋初始值，λ(t)各元素λn,m初始值大于0；为外迭代作业数目矩阵x(t)赋初始值；x(t)各元素初始值大于等于零，并且x(t)各元素为初始值时二.启动内迭代，为内迭代步数k初始值赋值；(1)内迭代作业数目矩阵x(k)初始值赋值为外迭代作业数目矩阵x(t)；(2)为内迭代作业数目矩阵x(k)中的每个数值计算更新如下，xj,n(k+1)=xj,n(k)+δj,n(in)(μj,n(Σn=1Nμj,nxj,n(k))-a-Σm=1Mλn,m(t)Rj,mCn,m)]]>(3)如果xj,n(k+1)＜0,xj,n(k+1)＝0；(4)如果内迭代收敛，则结束内迭代，进行步骤三；否则k＝k+1，跳转步骤(2)；三.外迭代作业数目矩阵x(t+1)赋值为内迭代作业数目矩阵收敛值x(k+1)；四.更新资源紧缺程度变量矩阵λ(t)中的每个数值，λn,m(t+1)=λn,m(t)-δn,m(out)(1-Σj=1JRj,mCn,mxi,n(t+1));]]>五.如果λn,m(t+1)＜0,λn,m(t+1)＝0；六.如果外迭代收敛，则结束外迭代，进行步骤七，否则t＝t+1，跳转步骤二；七.将x(t+1)的各元素xj,n(t+1)取整数；八.管理中心向N个计算节点分别发送计算任务的分配信息xj,n(t+1)，以及任务的资源分配信息xj,n(t+1)Rj，xj,n(t+1)为第j个任务在第n个计算节点上分配的作业数目，xj,n(t+1)Rj,m为第j个任务占用的第n个计算节点的第m种资源数。