[發(fā)明專利]面向空間操控仿真模型計算的動態(tài)任務調度系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211221165.2
• 申請日: 2022-10-08
• 公開（公告）號: CN115454649A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發(fā)明（設計）人: 覃潤楠;謝文明;惠建江;彭曉東
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家空間科學中心
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06F9/54
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;楊青

1.一種面向空間操控仿真模型計算的動態(tài)任務調度系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：調度中心、若干個調度器節(jié)點和若干個執(zhí)行器節(jié)點；所述調度器節(jié)點和執(zhí)行器節(jié)點分別部署在不同的服務器集群上，其中，

所述調度中心，用于根據(jù)空間操控仿真服務的任務調度需求，基于動態(tài)負載遷移技術進行任務調度的動態(tài)調節(jié)，將任務分配至已注冊的調度器節(jié)點；

所述調度器節(jié)點，用于進行任務的生產與緩存，并采用遠程過程調用RPC技術觸發(fā)執(zhí)行器中心，還用于針對無法滿足的任務，對執(zhí)行器節(jié)點進行動態(tài)彈性擴容；

所述執(zhí)行器中心，用于通過心跳注冊的方式在調度中心登錄實現(xiàn)二者遠程通信；還用于對任務進行具體的計算流程與計算任務分解，觸發(fā)相應的執(zhí)行器節(jié)點實現(xiàn)任務調度的高并發(fā)執(zhí)行；

所述執(zhí)行器節(jié)點，用于執(zhí)行相應的空間操控仿真模型計算任務。

2.根據(jù)權利要求1所述的面向空間操控仿真模型計算的動態(tài)任務調度系統(tǒng)，其特征在于，所述動態(tài)負載遷移技術為采用動態(tài)負載遷移算法建立最優(yōu)控制的負載遷移模型；其中，所述負載遷移模型包括：

調度器節(jié)點j返回的狀態(tài)信息由任務調度隊列長度Q_i和調度器線程池中空閑的線程個數(shù)T_j組成N個二元組＜Q_i,T_j＞,i,j＝1,2,...,N，調度器節(jié)點負載均衡時間正比于任務調度隊列長度，反比于并發(fā)處理該類任務的線程數(shù)目，滿足下式：

其中，表示調度器節(jié)點j服務于i個任務調度的空閑度，α為傳輸衰減系數(shù)，是與服務端交換機、控制器相關的常數(shù)，E[ΔL_i,j(t)]是調度器節(jié)點負載變化量的數(shù)學期望。

3.根據(jù)權利要求2所述的面向空間操控仿真模型計算的動態(tài)任務調度系統(tǒng)，其特征在于，所述建立最優(yōu)控制的負載遷移模型具體包括：

定義實時負載RLP指標L_i,j(t)滿足下式：

L_i,j(t)＝(aN_c+bC_c+cM_c)/(N_r+C_r+M_r)

其中，a、b、c分別表示網(wǎng)絡帶寬、CPU資源及內存資源在服務器整體資源中的占比系數(shù)，下標r表示服務器整體資源，下標c表示當前已使用的各類資源，N表示網(wǎng)絡帶寬，C表示CPU計算資源、M表示內存大??；

定義任務調度分配權重TSW指標W_i,j(t)滿足下式：

W_i,j(t)＝h_i,j(t-1)ξ_i(L_i,j(t)-L_i,j(t-1))/Q_i

其中，ξ_i為任務調度復雜度，h_i,j(t-1)為當前調度器節(jié)點的負載遷移標記系數(shù)，如果在上一采樣時刻該調度器節(jié)點沒有進行負載遷移操作，h_i,j(t-1)默認為1，已被遷移負載時h_i,j(t-1)為0.5；

定義負載遷移量TLT指標U(t)滿足下式：

其中，u_i,j(t)為單次負載遷移量；

得到調度器節(jié)點負載均衡時間為：

滿足調度器節(jié)點負載均衡時間盡量小，并盡可能減少負載遷移量TLT指標U(t)的變化率以減少服務器資源調整頻率，得到第t個采樣時刻最優(yōu)控制的負載遷移量U^*(t)為：

U^*(t)＝U(t-1)-E_i,j{α/2W_i,j(t)Q_iT_j}

其中，U(t-1)表示第t-1個采樣時刻負載遷移量TLT指標，E_i,j{}為數(shù)學期望計算。