[發明專利]一種面向高性能計算的云服務消息傳遞方法

有效

• 申請號: 201410213904.2
• 申請日: 2014-05-20
• 公開（公告）號: CN103984734B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 張常有;劉仁芬;段淑鳳;張先軼;王婷
• 申請（專利權）人: 中國科學院軟件研究所
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司11251
• 代理人: 成金玉,孟卜娟

技術領域

本發明公布了一種面向高性能計算的云服務消息傳遞方法。針對提供高性能計算服務的云平臺體系，公布了一種滿足高性能計算需要的云消息格式，以及該消息在高性能云平臺的前端系統和后端系統之間的傳遞方法，屬于面向高性能計算的新型云服務平臺體系結構設計領域。

背景技術

高性能計算(High Performance Computing，簡稱HPC)在現代科學研究、工業生產中發揮著越來越重要的作用。HPC利用高性能設備，通過多核、眾核、集群、網格等多種并行計算的途徑，獲得超高的計算速度，完成超大規模的計算任務。

高性能計算方面的編程難度大，一般企業用戶不易掌握，且高性能計算資源昂貴，自備設備不經濟。通過云服務平臺向企業用戶提供高性能計算編程環境，降低企業程序員的高性能編程難度，能助企業(計算)程序員提高編程開發效率。該類云服務平臺的體系結構被分為三部分：用戶編程環境所在的前端系統，高性能程序執行環境所在的后端系統，及兩部分系統之間信息通信的消息傳遞系統等。其中消息傳遞系統中，高性能云消息的格式定義和傳遞機制是實現該平臺的重點技術問題。

在云平臺等分布式系統中實施消息機制能大大降低平臺前/后端系統之間的耦合性，提高系統部署的靈活性。云消息機制的設計需要考慮如下因素：一是消息模板格式定義，主要描述分布式云平臺中各子系統之間需要傳遞的信息內容，既要簡潔，又需要能完備表達高性能程序設計運行的需要；二是消息的發/收方法：消息需要在各子系統之間傳遞，承載子系統之間交流的信息。一般地，借助消息隊列管理服務，可降低前后端系統之間的耦合性，提高消息傳遞的穩定性和系統部署的靈活性(系統的可部署能力)。面向高性能計算的云消息格式定義和傳遞方法將對多種云服務平臺和分布式系統的設計實施有參考價值。

發明內容

本發明技術解決問題：克服現有技術的不足，提供一種面向高性能計算的云服務消息傳遞方法，建立高性能計算云服務平臺中各子系統之間的信息傳遞機制，松綁前后端系統之間的高耦合限制，提高系統部署的靈活性和魯棒性，為面向高性能計算的云服務平臺體系結構 提供參考實現。

本發明技術解決方案：一種面向高性能計算的云服務消息傳遞方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)消息模板設計：

所述消息模板為3個部分：消息頭、消息體和消息尾；其中：

所述消息頭，儲存消息發收雙方的會話信息，所述消息頭包含的字段有：消息ID、發送方、接收方、消息類型、發送序列號、發送時間、版本號、優先級、消息體長度；所述消息類型字段中均包括會話標識ID、消息正文兩個基本字段；

所述消息體，儲存消息承載的信息內容，所述消息體包含的字段有：消息內容和消息擴展；

所述消息尾，儲存消息的正確性校驗數據，所述消息尾包含的字段有：消息摘要算法、摘要值、校驗選項；

所述消息頭、消息體、消息尾為固定格式，即分別包含設定的各字段名稱，通過消息中字段不同的賦值而賦予不同的語義；

(2)消息傳遞步驟：包括消息產生、消息入列、消息取回、消息解析和策略映射；

所述消息產生：根據消息模板，把消息內容和相關資源打包或編號，生成消息實例，為消息中各字段賦值；所述相關資源是指程序運行相關資源，包括動態鏈接庫、數據文件及作業啟動文件；

所述消息入列：消息生產方將消息實例推送到消息服務系統中指定的消息隊列；

所述消息取回：消息消費方從消息服務系統中指定的消息隊列取出消息實例，存于本地內存；

所述消息解析：消息消費方收到消息實例后，將消息實例中的字段數據解析出來，賦予本地變量，即將消息分解成變量；

所述策略映射：消息消費方根據消息模板中的消息類型、消息類型中的會話標識ID、和消息內容中對應的會話作業狀態，執行相應的策略，即根據消息類型選擇不同的業務處理服務；

所述的消息類型：包括作業提交消息、作業狀態查詢消息、作業狀態反饋消息、作業結果反饋消息、運行信息反饋消息5種；

所述的會話標識ID：由前端系統ID、用戶ID、作業ID，以及提交時間構成，用下劃線“_”將這四部分連接構成會話標識ID；