[发明专利]高性能计算中负载均衡与节点状态监控方法

权利要求书

1.一种高性能计算中负载均衡与节点状态监控方法，其特征在于包括：

A、根据服务器节点的运行状态及其负载、性能参数，通过计算得到各个节点的负载权值，并选取下次分配任务时备选的节点集合；

B、根据负载差值、分配概率计算备选节点集合中各节点分配任务的概率，并使用随机概率分配的方式，将新的请求分配到选择的节点之上；

C、利用负载修正公式对分配任务的节点负载进行修正。

2.根据权利要求1所述的高性能计算中负载均衡与节点状态监控方法，其特征在于：基于负载权值的负载均衡算法包括：

①设定一个阈值ε；

②每到来一个新的请求，根据计时器检查是否需要更新服务器节点的状态，若需要则进行更新；

③根据节点的运行状态计算节点的性能C(Si)和负载L(Si)，并根据其结果计算负载权值W(Si)及负载差值ΔL(Si)；

④根据各节点的负载权值选取候选分配节点集合J；首先选取节点Sm，其满足条件：W(Sm)=min{W(Si)},i=0,1,…,n-1；

如果其他任意节点Si满足以下条件：W(Si)<W(Sm)+ε,i=0,1,…,n-1；

则将节点Si加入到集合J中；

⑤计算候选分配节点集合J中各个节点负载分配的概率P(Si)；

⑥按照随机概率分配的方法从集合J中选择合适的节点，并将任务分配到该节点上；

⑦修正选定节点的负载，供下次分配请求时使用。

3.根据权利要求2所述的高性能计算中负载均衡与节点状态监控方法，其特征在于：从服务器节点的CPU数量n、CPU频率C(Ci)、磁盘I/O速率C(Di)、内存大小C(Mi)、网络带宽C(Ni)指标来评价节点Si的性能C(Si)，使用如下公式(8.1)来计算：

….(8.1)

其中，k是各项指标的权值参数，反映各个指标对服务器节点性能的影响程度。

4.根据权利要求2所述的高性能计算中负载均衡与节点状态监控方法，其特征在于：从CPU使用率L(Ci)、内存使用率L(Mi)、磁盘I/O使用率L(Di)、网络带宽使用率L(Ni)指标来评价节点Si的负载L(Si)，并使用如下公式(8.2)来计算：

……(8.2)

r是各项指标的权值参数，反映各个指标对不同类型服务的影响程度。

5.根据权利要求2所述的高性能计算中负载均衡与节点状态监控方法，其特征在于：节点的负载权值W(Si)定义为节点负载L(Si)与节点性能C(Si)的比值，采用公式(8.3)来计算；

……(8.3)。

6.根据权利要求5所述的高性能计算中负载均衡与节点状态监控方法，其特征在于：所谓节点的负载差值ΔL(Si)，定义为所有节点负载权值的最大值WMAX与该节点的负载权值之差乘以该节点性能，采用公式(8.4)来计算：

……(8.4)。

7.根据权利要求5所述的高性能计算中负载均衡与节点状态监控方法，其特征在于：节点的负载差值ΔL(Si)占所有节点负载差值之和的百分比为节点的负载分配概率P(Si)，采用公式(8.5)来计算：

……(8.5)。

8.根据权利要求5所述的高性能计算中负载均衡与节点状态监控方法，其特征在于：计算集合J中节点的分配概率，从中选取合适的节点分配负载；节点分配概率采用公式(8.6)来计算：

……(8.6)。

9.根据权利要求5所述的高性能计算中负载均衡与节点状态监控方法，其特征在于：负载增量δ是指某种服务类型的一个请求分配到某服务器节点上，对该节点增加的负载量，采用公式配到某服务器节点上，对该节点增加的负载量，采用公式配到某服务器节点上，对该节点增加的负载量，采用公式配到某服务器节点上，对该节点增加的负载量，采用公式：δ=L(S)/N……(8.7)

其中，N为该服务类型在该节点上的请求数，L(S)为N个请求对节点带来的负载。

10.根据权利要求5所述的高性能计算中负载均衡与节点状态监控方法，其特征在于：对服务器节点负载的修正采用公式(8.8)来计算,其中δ为负载增量值，C(S)为计算负载增量时用到的节点的性能，L(Si)和C(Si)分别为该节点的负载和性能；……(8.8)。