[發(fā)明專利]基于數(shù)據(jù)資源分布的跨域方艙計(jì)算系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010436180.3
• 申請(qǐng)日: 2020-05-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111638941B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣昌俊;喻劍;丁志軍;章昭輝;閆春鋼;張亞英;王鵬偉;史有群
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F9/455
• 分類號(hào): G06F9/455;G06F16/23;G06F16/2455;G06Q10/06;H04L9/40;H04L67/10
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所(普通合伙) 31219
• 代理人: 徐秋平

本發(fā)明提供一種基于數(shù)據(jù)資源分布的跨域方艙計(jì)算系統(tǒng)及方法，方艙生成與管理系統(tǒng)根據(jù)方艙數(shù)據(jù)與資源請(qǐng)求從虛擬數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)資源分布圖，從跨域資源管理系統(tǒng)獲取跨域資源目錄，并計(jì)算方艙的資源需求清單；跨域資源管理系統(tǒng)根據(jù)方艙的資源需求清單向資源所屬的公有云或非云資源發(fā)出資源請(qǐng)求，并將資源請(qǐng)求成功信息發(fā)送至方艙生成與管理系統(tǒng)，以使方艙用戶根據(jù)獲取的跨域資源和數(shù)據(jù)資源分布圖對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)資源建立方艙，并實(shí)現(xiàn)方艙計(jì)算。本發(fā)明的基于數(shù)據(jù)資源分布的跨域方艙計(jì)算系統(tǒng)及方法能夠?yàn)閯?dòng)態(tài)任務(wù)生成專用定制、跨域伸縮、系統(tǒng)運(yùn)維自治的任務(wù)計(jì)算環(huán)境。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及跨域數(shù)字資源動(dòng)態(tài)分配的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于數(shù)據(jù)資源分布的跨域方艙計(jì)算系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

信息技術(shù)是當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力，推動(dòng)了全球產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和優(yōu)化升級(jí)，帶來(lái)了人類生產(chǎn)生活方式的深刻變化。通信、網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)的飛速發(fā)展，極大地拓展了信息服務(wù)業(yè)的發(fā)展空間，也帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。新應(yīng)用層出不窮、新業(yè)態(tài)蓬勃發(fā)展。與此同時(shí)，需求的多樣性、環(huán)境的多變性對(duì)信息服務(wù)技術(shù)提出了更高的要求。

首先，應(yīng)用正在變得越來(lái)越復(fù)雜，需要應(yīng)對(duì)多變的需求，需要支持更多的用戶，需要更強(qiáng)的計(jì)算能力，需要更加穩(wěn)定安全等等。而為了支撐這些不斷增長(zhǎng)的需求，應(yīng)用提供商不得不投入更大的人力、物力和財(cái)力去支持各類硬件設(shè)備(服務(wù)器、存儲(chǔ)、帶寬等等)和軟件(數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件等等)的運(yùn)維等。

其次，智能互聯(lián)設(shè)備、數(shù)字服務(wù)和云應(yīng)用的快速增長(zhǎng)正在推動(dòng)著數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增長(zhǎng)。數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)和技術(shù)的創(chuàng)新正為智慧城市、無(wú)人駕駛、精準(zhǔn)醫(yī)療、沉浸式游戲等各個(gè)方面帶來(lái)全新的體驗(yàn)，改變著我們的生活。盡管大數(shù)據(jù)中幾乎包含了所有我們需要的信息，但是由于大數(shù)據(jù)在數(shù)量、類型、動(dòng)態(tài)特征等方面已大大超出了人類的認(rèn)知，如何高效獲取和處理這么多的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)成為一個(gè)公認(rèn)的難題。

最后，信息產(chǎn)品和資源的不斷豐富，使得資源的優(yōu)化配置成為可能和必須。在多種可以相互替代的資源使用方式中選擇較優(yōu)一種，以達(dá)到資源使用的最高效率，實(shí)現(xiàn)消費(fèi)者、企業(yè)及社會(huì)利益的最大滿足。

信息技術(shù)的不斷發(fā)展，也無(wú)一不是在解決上述重大問(wèn)題和挑戰(zhàn)。特別是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)和普及，出現(xiàn)了一種新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)——網(wǎng)格。網(wǎng)格是把地理位置上分散的資源集成起來(lái)的一種基礎(chǔ)設(shè)施。通過(guò)這種基礎(chǔ)設(shè)施，用戶不需要了解這個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施上資源的具體細(xì)節(jié)就可以使用自己需要的資源。資源共享是網(wǎng)格的根本特征，消除資源孤島是網(wǎng)格的最終目標(biāo)。目前，關(guān)于網(wǎng)格的研究主要集中在以下五個(gè)方面：網(wǎng)格體系結(jié)構(gòu)的研究、網(wǎng)格資源的管理、任務(wù)管理、網(wǎng)格安全問(wèn)題和通信技術(shù)。

網(wǎng)格的出現(xiàn)更好的利用了分散的計(jì)算資源，并且提供了較高的可伸縮性。為了保護(hù)共享信息和對(duì)特定資源的有效共享，在網(wǎng)格的基礎(chǔ)上提出了虛擬組織。虛擬組織是由個(gè)人和自治域按照一定的資源共享的規(guī)則形成的集合，自治域或個(gè)人通過(guò)虛擬組織共享資源和進(jìn)行問(wèn)題求解。虛擬組織要求用戶必須共享出自己的資源，同一虛擬組織內(nèi)的用戶既可以提供資源，也可以使用資源。由于虛擬組織是在網(wǎng)格基礎(chǔ)上構(gòu)建，故虛擬組織內(nèi)用戶提交的執(zhí)行作業(yè)需要網(wǎng)格中心進(jìn)行調(diào)度。關(guān)于虛擬組織的研究?jī)?nèi)容有：考慮優(yōu)先級(jí)的虛擬組織(Virtual organization，VO)、VO間的虛擬化、VO的構(gòu)建和管理、跨VO的業(yè)務(wù)協(xié)作等。

虛擬組織中一致的資源共享和使用規(guī)則提高了資源的利用率，其本質(zhì)是實(shí)現(xiàn)資源的更細(xì)粒度的管理，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)組內(nèi)的資源與信息的共享和交流。雖然，虛擬組織實(shí)現(xiàn)了更強(qiáng)的信息共享，但是在資源使用上缺乏通用性。云計(jì)算平臺(tái)恰好提供了一個(gè)統(tǒng)一的使用平臺(tái)。云計(jì)算是用來(lái)同時(shí)描述一個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)或者一種類型的應(yīng)用程序。在系統(tǒng)平臺(tái)方面，云計(jì)算是物理的服務(wù)器或虛擬的服務(wù)器；在應(yīng)用方面，它描述了一種可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)的、可擴(kuò)展的應(yīng)用程序。在高速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，幾乎所有的應(yīng)用都會(huì)用到云計(jì)算，云已經(jīng)成為生活中不可或缺的一部分。目前，關(guān)于云計(jì)算方面的研究已經(jīng)非常豐富，其中主要的研究?jī)?nèi)容有以下六個(gè)方面：任務(wù)調(diào)度、資源管理、軟件測(cè)試、云仿真和模擬、網(wǎng)絡(luò)安全和云資源使用成本最優(yōu)。