[發明專利]分散計算狀態實時感知方法

有效

• 申請號: 202010571053.4
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111800311B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 劉斌;李新明;宋恒;李子星
• 申請（專利權）人: 中科邊緣智慧信息科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L29/08
• 代理公司: 蘇州根號專利代理事務所(普通合伙) 32276
• 代理人: 仇波

1.一種分散計算狀態實時感知方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)配置分散計算節點發現協議，用于形成以下兩類信息數據庫；所述分散計算節點發現協議被配置用于進行網絡節點的在線狀態、計算能力的信息通告，它被用于通告一個設備的信息并可以獲得其它設備的信息，進而得到相關的數據庫信息，所述數據庫信息可用于發現設備的物理拓撲結構以及管理配置信息，從而被用于管理、配置的目的，提供給分散計算的調度器使用：

(1a)用戶守護進程的全局節點信息數據庫，掌握全網的分散計算節點分布，以及各個節點的計算性能，用于集中式任務調度器的子任務調度；

(1b)分散節點信息數據庫，掌握局部網絡區域的節點分布，以及節點計算性能，用于分散計算任務調度器的子任務調度；

所述信息數據庫的信息被提供給分散計算核心調度器使用；

(2)執行可編程實時計算和網絡負荷感知，具體包括：

(2a)在交換芯片內部通過單節點負載和狀態嗅探技術，實現對于本節點的計算和網絡負載、以及狀態的收集；通過重構的協議報文將信息同步至其他分散計算節點；

(2b)在交換芯片內部通過端到端負載和狀態嗅探技術，實現網絡流量傳輸過程中每一節點的負載和狀態信息，堆棧式將信息攜帶在網絡流量中，在末節點將路徑信息進行歸集；

(2c)通過計算和網絡狀態采集和閾值計算，設置流量采集點，實現對所監測網內的所有流量進行分析；

被配置的網絡嗅探技術系統包含一個嵌入在設備中的網絡嗅探技術代理和遠端的網絡嗅探技術采集器；其中，網絡嗅探技術代理用于獲取接口的統計信息和數據信息，將信息封裝成網絡嗅探技術報文，當網絡嗅探技術報文緩沖區滿或是在網絡嗅探技術報文老化時間超時后，網絡嗅探技術代理會將網絡嗅探技術報文發送到指定的網絡嗅探技術采集器；網絡嗅探技術采集器會對網絡嗅探技術報文進行分析，并顯示分析結果；網絡嗅探技術包括以下兩種采樣機制：

(a)流采樣：基于數據包的采樣，用于獲取數據內容的相關信息；

(b)統計采樣：基于時間的接口統計信息采樣，用于獲取接口的統計信息；

(3)配置面向數據流和任務感知的傳輸控制協議，通過采用對任務大小及流拖尾強度感知的TCP擁塞控制協議TLDCT，在任務內部，減少所有數據流中拖尾流的完成時間，加速任務的完成時間；在任務之間感知任務大小，使得小任務優先，減少平均任務完成時間；

步驟(3)采用由傳輸控制因子、內部流傳輸控制因子和擁塞度共同控制的擁塞窗口模型，在沒有發生擁塞時，擁塞窗口按照線性增加，當發生了擁塞時，則根據傳輸控制因子、內部傳輸控制因子和擁塞度的乘積，乘法減??；具體模型和計算式如下：

式(I)中，控制傳輸因子β由任務流量確定，也是表明任務大小的因子，任務流量門限最小值由網絡中傳輸的傳輸量最多的流量值確定，能夠反映網絡通信中最常見的流量值，最大值由全網流量85％的閾值確定，能夠代表網絡中大多數流量的范圍；

式(II)中，內部流傳輸控制因子γ由該流已發送字節數和它所屬任務的平均每0條流已發送字節數的差值除以該流已發送字節數決定，也是表明任務拖尾的因子，能夠反映出某一數據流的大小與平均大小之間的關系，并在數值小于0時歸一到0值；

式(III)用來計算當前網絡的擁塞度；

式(Ⅳ)中，cwnd為當前發送窗口，它通過之前式(I)、(II)、(III)計算出來的結果更新并通過控制TCP的發送窗口的方式，來控制網絡中的數據流量。

2.根據權利要求1所述的分散計算狀態實時感知方法，其特征在于，步驟(2)中，采用硬件級網絡嗅探系統，通過流采樣和統計采樣兩種采樣方式，計算負載規劃，網絡規劃，網絡監控，用戶監控和分析。