[發(fā)明專利]基于分布式計算機集群架構(gòu)的云平臺存儲資源調(diào)度方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110201418.9
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN112968962B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張建標(biāo);梁紫建;韓利;趙東浩;唐治中
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H04L67/10
• 分類號: H04L67/10;H04L67/1097;H04L67/1074
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 樓艮基

1.基于分布式計算機集群架構(gòu)的云平臺存儲資源的調(diào)度方法，其特征在于，所述調(diào)度方法是在云平臺PaaS上，以容器Docker，以下簡稱容器，為分布式計算機集群架構(gòu)基本存控單元的一種云存儲資源分配調(diào)度方法，是在一個云存儲資源分配調(diào)度系統(tǒng)，簡稱系統(tǒng)，中依次按以下步驟實現(xiàn)的：

步驟（1），系統(tǒng)構(gòu)建：

所述系統(tǒng)包括：云存儲資源分配調(diào)度服務(wù)器，以下簡稱云服務(wù)器，分布式計算機集群架構(gòu)以及層分配調(diào)度控制器，以下簡稱層控制器，其中：

分布式計算機集群架構(gòu)，是一個蠕蟲型云存儲資源網(wǎng)絡(luò)，是由一個或多個容器閉環(huán)連接而形成的環(huán)形存儲層作為層元，以存儲容量等級按設(shè)定倍率縱向重疊而成的蠕蟲型云存儲資源網(wǎng)絡(luò)，其中：

容器，是一種其操作系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的軟件界面采用統(tǒng)一可擴展固件接口的基板管理器UEFI BIOS系統(tǒng)且已可信啟動過的個人電腦，其存儲容量統(tǒng)一選取，同時具有無線通信功能，在其控制器中，還設(shè)定以下兩類統(tǒng)計日志的格式：

空閑存儲量統(tǒng)計日志，用映射表{統(tǒng)計日期——客戶密碼——客戶名稱——在用存儲量——空閑存儲量}表示，其前綴用層序號、容器序號標(biāo)識，

客戶信息日志，用映射表{客戶名稱——客戶密碼——客戶需求量——容器序號}表示，其前綴用層序號、容器序號標(biāo)識，

層控制器在數(shù)量上，與所述環(huán)形存儲層相同，并通過中心輻射網(wǎng)控制同層的所有容器，并設(shè)有：

層無線通信模塊，其上與云服務(wù)器，下與所在層的各容器構(gòu)成一個三級無線通信系統(tǒng)，

各層容器的空閑存儲容量統(tǒng)計模塊，每一個容器都設(shè)有：統(tǒng)計日期——層序號——容器序號——容器在用存儲量——容器空閑存量共同形成的映射表，

層空閑存儲容量統(tǒng)計模塊，內(nèi)設(shè)統(tǒng)計日期——層序號——層額定存儲容量 ——層在用存儲用量——層空閑存儲容量——降序排列的容器空閑率數(shù)組共同形成的映射表，

云服務(wù)器設(shè)有：云處理器、云無線通信模塊、云數(shù)據(jù)庫集合、客戶日需求量統(tǒng)計及預(yù)處理模塊以及云存儲資源日調(diào)度模塊，其中：

云無線通信模塊，分別與各層的層無線通信模塊通信，

云數(shù)據(jù)庫集合，設(shè)有客戶信息數(shù)據(jù)庫、層空閑存儲容量統(tǒng)計日志庫以及層屬容器的空閑存儲容量統(tǒng)計日志庫，其中：

客戶信息數(shù)據(jù)庫，用數(shù)組{客戶名，客戶密碼，客戶序號，統(tǒng)計日期及對應(yīng)的云存儲資源需求量}表示，

層空閑存儲容量統(tǒng)計日志庫，設(shè)有數(shù)組{統(tǒng)計日期，層序號，層空閑存儲容量，降序排列的層內(nèi)容器空閑存儲容量序列}；

客戶日需求量統(tǒng)計及預(yù)處理模塊，設(shè)有以下兩個數(shù)組：

客戶日需求量序列數(shù)組，用數(shù)組{統(tǒng)計日期，客戶密碼，客戶序號，客戶日存儲需求量，按客戶日需求存儲量降序從大到小排列的數(shù)列}表示，

云日空間存儲資源供給量序列數(shù)組，用數(shù)組{統(tǒng)計日期，層序號，層存儲容量等級，把客戶需求量先按層存儲容量等級分層再按層內(nèi)容器空閑存儲容量下降序列排列出來的客戶序列}表示；

云控制器分別與各云無線通信模塊、云數(shù)據(jù)庫集合、客戶日需求量統(tǒng)計及預(yù)處理模塊、云存儲資源日調(diào)度模塊分別互連，同時，也與各層控制器互連；

步驟（2），云控制器依次按以下步驟實現(xiàn)基于分布式計算機集群架構(gòu)的云存儲資源分配調(diào)度方法：

步驟（2.1）系統(tǒng)初始化，云控制器設(shè)定：

以24小時作為云存儲資源分配調(diào)度的時頻，

在當(dāng)前24小時內(nèi)，分配調(diào)度在先24小時內(nèi)收到的用戶對云存儲資源訂單的同時，預(yù)約后24小時用戶訂單；

根據(jù)實際需要，云控制器設(shè)定：

在所述的當(dāng)前24小時末，統(tǒng)一設(shè)定：結(jié)束預(yù)約，即云存儲資源分配調(diào)度的時間，

所述蠕蟲型云存儲資源網(wǎng)絡(luò)的總存儲容量、標(biāo)志著層存儲容量等級的所述各個環(huán)形存儲層的層允許存儲容量、層序號以及層數(shù)，

所述各環(huán)形存儲層內(nèi)的容器總數(shù)、容器序號及按各層存儲容量等級制定的容器額定存儲容量，

還設(shè)定層存儲等級越高，則層內(nèi)的容器存儲容量也越大，其容器數(shù)量也相應(yīng)下降；

步驟（2.2），根據(jù)設(shè)定的時頻，云控制器按以下步驟成批量地進行逐層、逐容器的二級分配：

步驟（2.2.1），在初始日之前的24小時內(nèi)：

步驟（2.2.1.1），當(dāng)日預(yù)約需求量的注冊用戶在云控制器核實身份后，向所述客戶日需求量統(tǒng)計及預(yù)處理模塊發(fā)出請求數(shù)組{申請日，注冊用戶名，客戶密碼，云存儲資源需求量}，

步驟（2.2.1.2），所述客戶日需求量統(tǒng)計及預(yù)處理模塊先對注冊用戶需求量，按層存儲容量等級歸類，再按對應(yīng)層內(nèi)各容器內(nèi)空閑存儲容量的多少，按利用率最高的原則與注冊用戶需求量一一對應(yīng)，制成按注冊用戶需求量高低排序的對應(yīng)于各層的容器空閑存儲容量的注冊用戶名——注冊用戶需求量——用容器序號表示的至少一個容器的空閑存儲供應(yīng)量的一對多的映射表組合，

步驟（2.2.2），在初始日的24小時內(nèi)：

步驟（2.2.2.1），云存儲資源日調(diào)度模塊按步驟（2.2.1.2）中的映射表組合通知注冊用戶滿足其存儲資源需求量的層序號及容器序號，

步驟（2.2.2.2），所述客戶日需求量統(tǒng)計及預(yù)處理模塊先對注冊用戶需求量，按層存儲容量等級歸類，再按對應(yīng)層內(nèi)各容器內(nèi)空閑存儲容量的多少，按利用率最高的原則與注冊用戶需求量一一對應(yīng)，制成按注冊用戶需求量高低排序的對應(yīng)于各層的容器空閑存儲容量的注冊用戶名——注冊用戶需求量——用容器序號表示的至少一個容器的空閑存儲供應(yīng)量的一對多的映射表組合，制作出對應(yīng)于當(dāng)日所有新預(yù)約的注冊用戶的、對應(yīng)于按日變化著的各層內(nèi)各容器空閑存儲資源的，只在當(dāng)日適合的映射表組合，

步驟（2.2.3），在初始日后的24小時內(nèi)：

步驟（2.2.3.1），云存儲資源日調(diào)度模塊按步驟（2.2.2.2）中的所述只在當(dāng)日適合的映射表組合通知注冊用戶滿足其存儲資源需求量的層序號及容器序號，然后云控制器判斷：

若注冊用戶對空閑存儲的需求量大于對應(yīng)的層內(nèi)的最后一個，即序號最大的一個容器所提供的存儲資源時，則為了避免由于注冊用戶的存儲區(qū)域喪失空間連續(xù)性而導(dǎo)致使用的不方便，把所述注冊用戶在同一層內(nèi)推遲一個頻次后重新分配，

若在同一層內(nèi)，對應(yīng)的注冊用戶數(shù)大于容器數(shù)時，則將余下按需求量大小排列的注冊用戶群以最后一個容器為起始反向地把余下注冊用戶分配到同層內(nèi)的所有容器上，提高所述蠕蟲型云存儲資源網(wǎng)絡(luò)的空閑資源的利用率，

步驟（3），反復(fù)循環(huán)執(zhí)行步驟（2），直到設(shè)定的循環(huán)次數(shù)后結(jié)束。