[发明专利]分布式计算系统中路由信息的按需传播

说明书

技术领域

本发明总体上涉及分布式计算系统，而且更具体地，涉及分布 式计算系统中用以请求路由器的路由信息的传播。

背景技术

分布式计算系统已经在许多不同的计算环境中得以应用，特别 是那些需要高性能和/或高可用性和容错性的环境。在分布式计算系 统中，由网络进行链接的多个计算机允许通信和/或分担负载。分布 式计算系统几乎支持所有类型的计算模型，包括点对点和客户端-服 务器计算。

分布式计算系统的一种特定类型称为集群计算系统。“集群” 通常指多个计算机或节点相互联网以协作执行计算机任务的计算机 系统组织。计算机集群的重要方面是集群中的所有节点呈现单一系 统映像，也就是说，从客户端或者用户的角度，集群中的节点共同 呈现为单一的计算机或实体。在客户端-服务器计算模型中，例如， 对于试图访问集群的任意客户端，集群的节点共同呈现为单一的服 务器。

集群通常用于关注高性能和可靠性的、相对较大的多用户计算 系统中。例如，集群可以用于提供冗余或容错性，从而在集群中的 任意节点出现故障的情况下，将之前由该节点执行的操作转交给集 群中的其它节点。由于多个节点通常能够并行地处理多于单个计算 机的大量任务，超过单一计算机，还使用集群来提高整体性能。通 常，可以利用负载均衡确保在节点之间合理地分配任务，以防止单 个节点超载，并由此最大化整体系统性能。例如，集群的一个特定 应用是提供对诸如数据库或存储设备等共享资源的多用户访问，因 为多节点能够处理相对较大数目的用户访问请求，而且即使当集群 中的任意节点故障时，共享资源通常仍然对用户可用。

随着对集群以及其它分布式计算系统的需求与复杂度的增加， 对可扩展性和性能的关注不断增加。期待分布式计算系统为潜在的 数百万客户端提供服务并非不合理，并且已经发现，随着服务于这 些客户端的分布式计算系统的复杂度增加，对于此类系统的稳定性 和性能而言，在服务器、节点或构成此类系统的其它计算机件之间 的负载分配变得越发关键。在分布式计算系统中，将客户端请求路 由到恰当的计算机，(例如，服务器)是恰当地分配负载的关键。

从潜在的数百万客户端中有效地协调请求的路由，已经成为分 布式计算系统整体性能的关键因素。路由协议不仅需要在可用服务 器之间平均分配负载，还要能够处理某些服务器不可用的情况，以 及仅在服务器的子集间进行分配。

集中式路由首先将所有客户端请求发送到一个服务器或组件， 随后将其路由到恰当的服务器予以处理，这种集中式路由可能是故 障的源头和性能的瓶颈。在较大的分布式计算系统中，已经发现， 让客户端自身或作为客户端代理的组件来承担路由决策，能够克服 与集中式路由方法相关联的许多障碍。在许多传统设计中，自行进 行路由决策的客户端称为“智能客户端。”

为了使客户端做出将客户请求路由到何处的正确决策，需要将 能够用于进行可靠决策的路由信息提供给客户端。典型地，对客户 端而言，与监测分布式计算系统状态相关联的开销过于高昂，而且 在一些情形中，客户端可能无法访问进行正确路由决策所需的一些 系统状态信息，由于上述事实，即使是在客户端-侧路由方法中，路 由信息也是在服务器上或者在客户端之外产生和更新的。由于路由 信息是集中更新的，因此路由信息继而向外传播到客户端，以更新 存储在每个客户端中的本地路由信息。

许多传统设计使用“推送(push)”或周期式方法，每当服务器 上的路由信息发生变化时，便由服务器或其它中央组件来启动路由 信息向客户端的传播。通过如此操作，确保了客户端在大部分时间 内都可获得最新的路由信息。

分布式计算系统变得更加复杂、强大和动态，然而，这些系统 中维护的路由信息本质上变得明显更加动态。服务器可能死机或变 得停机，其他服务器可能上线，可能增加或移除服务，或是移动到 不同的服务器上。由于可能许多服务器竞争有限的系统资源，单个 服务器的工作负荷可能改变。服务器还可能经历资源使用(例如， 未决请求，线程，CPU使用，存储器使用，I/O使用，数据锁使用， 等等)的变化以及配置的变化。因此，分布式计算系统的最佳路由 信息持续地处于变迁状态。

在传统协议下，由系统配置和操作状况的变化所导致的路由信 息更新被传播到所有的客户端，由此，在服务潜在数百万用户的、 持续变化的复杂分布式计算系统中，将当前路由信息传播到所有客 户端的有关的外开销可能无法承受的。