[發明專利]一種強實時計算機集群動態調度系統

有效

• 申請號: 201510579543.8
• 申請日: 2015-09-11
• 公開（公告）號: CN105282230B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 張逢貴;魏志東;王艷麗;董繼輝;滿曉鳴;賈東;韋中偉;謝作敏
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63796部隊
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司50102
• 代理人: 劉小紅

技術領域

本發明設計航天發射應用領域涉及到的大中型強實時、高可靠性的數據處理系統，具體是一種強實時計算機集群動態調度系統。

背景技術

在實時性、可靠性和安全性要求高的信息處理應用系統，至少需要符合三個要素保障：一是整個系統的設計均能體現出較高的冗余能力，在信息處理系統中的任何一個節點均需保證無任何單點故障，若一個信息處理系統由于設計的缺陷產生單點故障，則對整個系統都是致命性地并隨時都有可能由于單點故障的缺陷影響到了整個系統的正常運行；二是提升整個系統的運行效率和應急水平，對一個大中型信息系統運行是否高效及應急水平是否體現出“及時、精準”的目標，關鍵在于系統建立什么樣的模型和采用什么樣的技術路線；三是提高整個信息處理應用系統的自動化和管理水平，采用由分散式監控手段過渡到集中式監控，立體式地收集系統運行狀態信息、告警信息。采用自動和人工輔助相結合的方式，極大提高信息處理系統的自動化水平。針對上述應用需求，設計了一種強實時計算機集群動態調度策略，分別從軟硬件體系結構模型，動態軟雙工的設計，作業動態分配策略設計及在雙工切換過程中“輕量級”的資源開銷保證了系統的強實時性、安全性及高可靠性等特點。

發明內容

針對現有技術的不足，提出了一種強實時性、高可靠性、安全性要求比較高的強實時計算機集群動態調度系統。本發明的技術方案如下：一種強實時計算機集群動態調度系統，其包括：硬件體系結構模型及軟件體系結構模型；其中硬件體系結構模型包括三層硬件體系模型及三層網絡模型，所述軟件體系結構模型包括調度管理操控終端層，調度管理層及調度代理層；

所述硬件體系結構模型：用于構建動態調度的硬件支撐平臺，包括三層硬件體系模型和三層網絡模型，三層硬件體系模型的第一層為調度管理控制終端層：用于對計算機管理服務器層進行終端控制；第二層為調度管理服務器層：用于對計算機集群層發起的服務進行管理調度；第三層為計算機集群層，包括若干臺服務器；

所述三層網絡模型包括調度管理終端接入層、調度管理匯聚層及調度代理核心層，其中調度代理核心層與三層硬件體系模型的計算機集群層通過交換機相連接，所述調度管理服務器層通過交換機與調度管理匯聚層相連接，所述調度管理終端接入層通過交換機與調度管理控制終端層相連接；

所述軟件體系結構模型包括三層軟件模型：調度管理操控終端層，調度管理層及調度代理層；其中調度管理操控終端：主要負責對服務的申請，服務的啟動，軟硬件資源的系統監視，軟雙工的動態切換，服務器集群中運行作業即進程的操控，業務流程的控制，信息系統的應急措施及服務的釋放；調度管理層：主要負責對服務器集群的在線工作狀態檢測，對服務器集群之間動態軟雙工的分配，對運行在服務器集群內的作業即進程分配策略，調度管理服務器之間的數據及狀態的同步，操作命令、服務器集群軟硬件資源統計及回證的轉發；調度代理層主要負責對服務器集群中運行的作業即進程之間命令的執行及回證的交互，收集集群內部系統軟硬件資源運行狀態，收集作業運行狀態，網絡注冊及報文的轉發，作業之間的信息交互。

進一步的，所述調度管理控制終端層由兩臺調度管理控制終端組成，且兩臺調度管理控制終端互為熱備；所述調度管理服務器層由兩臺基于對服務器集群進行管理的調度管理服務器組成，且兩臺服務器互為熱備。

進一步的，所述調度代理核心層與計算機集群層通過交換機相連接的臺數為兩臺，且互為熱備份；所述調度管理服務器層通過交換機與調度管理匯聚層相連接的交換機臺數為兩臺且互為熱備份，所述調度管理終端接入層通過交換機與調度管理控制終端層相連接的交換機臺數為兩臺且互為熱備份。

進一步的，所述計算機集群層的若干臺服務器中的每臺服務器所在的獨立網卡接入一臺交換機，單獨成網構成小型局域網。

進一步的，所述軟件體系結構模型的調度管理操控終端層與調度管理層之間通過TCP協議點對點進行通信，調度管理層和調度代理之間通過UDP協議任意源組播進行通信。

進一步的，所述計算機集群層的服務器集群中，對于相同的業務作業即進程均要求采用動態雙軟工法，即相同的業務作業即進程存在于主機和副機兩臺服務器中，任何一臺服務器的軟硬件出現故障時，系統均會執行自動和人工兩種結合的方式進行雙工切換，。

進一步的，所述動態雙軟工法具體為：