[發明專利]一種基于分布式調度機制的集群體系

在審

• 申請號: 201910093180.5
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109660633A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 劉曉光;汪志武;溫偉球
• 申請（專利權）人: 北京云端智度科技有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種本發明涉及到的一種基于分布式調度機制的集群體系，消除了“活鎖”現象，服務器在一定的服務容量規劃下工作，既保證了服務器資源的充分利用，又考慮了用戶對服務質量的需求；簡化了分發器的任務，提高了工作效率，對于現有技術中對服務器的心跳檢測和負載評估、連接請求的分發決策等傳統的負載均衡工作在本項發明中不再需要，操作簡單，易于實現，便于廣泛推廣和普及，通過對任務池的管理可針對不同類型的用戶、不同類型的請求等進行區分服務，為服務者實現靈活的服務策略提供了基礎；消除了分發器與服務器心跳檢測間隔內某一服務器發生故障時的不可用狀態；服務器節點的動態加入與退出得到了自然的實現，無須干預分發器的工作。

技術領域

本發明涉及互聯網技術領域，具體涉及一種基于分布式調度機制的集群體系。

背景技術

目前高性能集群服務器的體系結構主要采用基于分發器的調度方式，主要方法是用專門的分發器監控執行服務器的生存及負載情況，并將達到的用戶連接請求分發到某一負載相對較輕的服務器。

大規模用戶對信息服務器訪問的特征表現為很強的突發性，即大量連接請求在短時間內到來，在這種情況下，現有的基于分發器的調度機制存在以下兩方面的不足。

首先，重載時執行服務器有效利用率低，響應時間長。當今大多數操作系統使用了中斷驅動的TCP/IP網絡子系統，網絡報文到達網絡接口硬件產生的“硬中斷”具有最高優先級，用戶空間的服務進程的優先級最低。在大量用戶連接請求到達時，分發器總是將其立即轉發到后端負載相對較低的服務器。使得后端服務器進行頻繁的上下文切換、終端的分發與處理，致使服務進程沒有足夠的CPU時間處理用戶請求，服務響應時間變長，甚至隨著系統負載的不斷增大，下層網絡協議棧的等待隊列逐漸排滿，服務器不得不拋棄后繼的報文，用戶請求長時間得不到響應而出現“活鎖”狀態。在這種情況下，即使分發器處理能力很強，吞吐率很高，整個集群系統的性能也不能得到應有的發揮，造成了資源的浪費和服務質量的下降。

其次，分發器的任務多、負載重。現有分發器主要擔負著如下任務：檢測服務器可用性；負載均衡；接收、分發用戶請求并維護連接信息；與安全有關的任務等。其中重要的一項是負載均衡，當采用異構的服務器時，很難準確評估后端負載，避免負載傾斜。在基于請求內容的調度中，分發器或者要充當TCP網關，轉發用戶的請求和服務器的響應，或者要實現與用戶的TCP連接狀態向服務器的遷移，負擔大大加重。各種類型的任務增加了分發器實現的復雜性，增大了系統開銷，降低了連接請求分發的效率。

發明內容

針對現有技術的缺陷和不足，本發明公開了一種基于分布式調度機制的集群體系，連接請求的分發受各執行服務器的控制，執行服務器在一定的容量規劃下工作，從而保證了服務器資源的有效利用和合理的服務質量。

本發明通過以下技術方案予以實現：

一種基于分布式調度機制的集群體系，由服務器池、分發器、工作站、互聯網、用戶終端即上網用戶構成，其中用戶終端用于發送連接請求報文，并最終從服務器池中獲取到相應的報文；分發器用于接收用戶終端的連接請求報文，并將連接請求轉發到服務器池即執行服務器的集群中；服務器池用于接收分發器轉發的連接請求，并向用戶終端反饋請求結果；工作站用于對分發器和服務器池進行配置和管理，確保分發器和服務器池中的服務器即執行服務器能正常工作，其調度機制的步驟為：

Q1：用戶提交連接請求報文：用戶終端向接收分發器提交連接請求報文，當請求為http請求時，請求的內容是一個網站頁面的圖片或者文字；當請求為ftp請求時，請求的內容是一個文件；

Q2：執行服務器池定期向分發器索取任務，索取的頻率為1秒鐘或者更短時長的頻率，這個頻率通過工作站進行預先設置，設置好以后，由執行服務器池中的服務器按照設置好的頻率以輪詢的方式向分發器索取任務，索取任務的數據包為UDP協議的數據包，數據包通過執行服務器的網卡與分發器的網卡間的UDP協議通訊完成任務的索取；其中分發器中的任務來自Q1步驟中客戶終端向分發器提交的連接請求；；