[發明專利]在分布式基礎設施中執行計算

有效

• 申請號: 201110306685.9
• 申請日: 2011-09-27
• 公開（公告）號: CN102404383A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: M·G·塔爾塔;G·K·R·卡基法亞
• 申請（專利權）人: 微軟公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 陳斌

技術領域

本發明涉及分布式基礎設施，尤其涉及在分布式基礎設施中執行計算。

背景技術

計算機系統和相關技術影響社會的許多方面。的確，計算機系統處理信息的能力已轉變了人們生活和工作的方式。計算機系統現在通常執行在計算機系統出現以前手動執行的許多任務(例如，文字處理、日程安排和會計等)。最近，計算機系統彼此耦合并耦合到其他電子設備以形成有線和無線計算機網絡，計算機系統和其他電子設備可以在該計算機網絡上傳輸電子數據。因此，許多計算任務的執行分布在多個不同的計算機系統和/或多個不同的計算環境上。

在一些計算環境中，客戶端將對服務的請求路由到被稱為服務會合點的邏輯目的地。更具體地說，這些被路由的服務請求被擔任會合點所有者的聯盟節點處理。可在會合點處提供的一種典型服務是存儲，諸如例如SQL服務器數據服務。

與傳統的客戶端-服務器模型相比，這種系統的一個復雜之處在于：在節點加入和離開聯盟或者系統中出現故障時，會合點所有權可能改變。然而，使客戶端避免這個復雜之處并且向它們提供它們正在從單一的、邏輯上一致的會合點獲得服務的假象是合乎需要的。

如此，為了在會合點提供單一的、邏輯上一致的服務，在會合點維持的狀態必須被復制以確保當目前正在擔任會合點所有者的節點出現故障時該狀態不會丟失。這種復制使得任何節點能夠取代故障節點作為所有者來以與故障節點在其故障前所采取的動作相一致的方式行動。即，可將此問題視為復制狀態機問題，這又意味著數據一致性保證。

然而，現有分布式系統通常缺少對提供分布式計算作為重復的高可用服務這一問題的解決方案。大多數現有分布式計算模型具有不同的關注點。例如，中間結果(輸入和輸出)必須使用文件或專用存儲來實現一定的高可用性保證。此外，這些分布式計算模型是面向數據流的，其中運算符接收輸入、產生輸出而且它們主要是函數性的、無狀態的。除非這些運算符的所有輸入均可用，否則它們不能開始。

典型分布式計算模型的另一限制在于不能為在存在故障或負載平衡時執行的計算提供很強的一致性保證，從而將所有的工作留給了計算的開發者/操作者(重啟、終止、故障切換等)。

發明內容

本發明涉及用于在分布式基礎設施中執行計算的方法、系統和計算機程序產品。在一些實施例中，執行本地有狀態計算?；诨緲嬙?fabric?based)的分布式計算基礎設施內的副本集合包括主要計算節點和一個或多個次要計算節點。主要計算節點和一個或多個次要計算節點中的每一個具有相同的當前狀態，并被配置成具有用于執行本地計算的相同的可執行操作組。該操作組包括至少一個與輸入或輸出隊列有關的操作和至少一個修改計算狀態的操作。

該主要計算節點執行該本地計算。為此，該主要計算節點為該本地計算創建事務。該主要計算節點邏輯上執行該操作組中的一個或多個附加操作。該附加操作包括處理該當前計算狀態，處理該當前計算狀態包括以下中的一個或多個：邏輯上產生附加計算狀態以及邏輯上修改現存計算狀態。該附加操作包括邏輯上執行該至少一個與輸入或輸出隊列有關的操作。該附加操作包括依照事務提交操作和事務中止操作之一來終止該事務。

該主要計算節點對該本地計算的執行被復制至系統存儲器中以復制至該一個或多個次要計算節點。復制包括對為該本地計算創建事務、邏輯上執行該操作組中的該一個或多個附加操作以及終止該事務進行復制。對終止該事務的復制用信號通知該一個或多個次要計算節點依照該事務提交操作或該事務中止操作而應用改變。

響應于終止該事務，該主要計算節點依照該事務提交操作或該事務中止操作而應用改變。當該事務提交操作終止該事務時，應用物理改變被應用以實現該操作組中每個操作的邏輯應用。物理改變包括將該當前計算狀態與任何附加計算狀態和任何經修改的現存計算狀態協調成為新的提交的計算狀態。物理改變還包括更改至少一個隊列的狀態以物理實現該至少一個與輸入或輸出隊列有關的操作。當該事務中止操作終止該事務時，該至少一個與輸入或輸出隊列有關的操作被邏輯翻轉。

在其他實施例中，執行本地無狀態計算。計算節點被配置成具有用于執行無狀態本地計算的多個操作的可執行操作組，該操作組包括至少一個與輸入或輸出隊列有關的操作。該計算節點執行該本地無狀態計算。