[发明专利]一种多机集群中主从调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机应用控制领域，尤其涉及分布式系统中多机集群控制。

背景技术

在大型空管自动化系统中，通常配有多个高档服务器和多个通信处理机，这 些服务器性质的主机一般都按照分组双机的形式配置使用。在任一双机组中，两 个主机安装相同软件，运行时其中一台主机上所有的应用进程相同，或者全为主 或者全为从。这种运行方式存在几个弊端：1.当双机组的双主机均出现故障时， 系统主要功能将出现丧失，而在大型空管自动化系统中服务器一般都多于两台， 故障主机的功能不能运行在其他运行良好的服务器上，造成冗余度不高；2.双机 组中主态进程均运行在一台主机上，容易造成该主机CPU负载过高，而另一台主 机由于所有进程运行为从态，负载相对偏低，主机任务分配不均，过高的CPU 负载还容易造成系统处理缓慢、调度反转等不良后果。

发明内容

本发明的目的是提供一种多机集群中主从调度方法，解决多机集群系统中主 从态指定的问题，从而克服现有大型空管自动化系调度上方法的不足。

本发明的基本思路是：

在多机集群环境中进行进程主从状态指定的策略，在多个服务器上部署同样 的应用系统，通过对应用系统进程进行分组，实现在多台主机上对进程组的主从 状态的均衡分配；在多机集群出现单点故障时，将该主机上运行为主态的进程迁 移到其他主机上运行；当某个服务器上某个主态应用进程退出时，将其功能迁移 到负载相对较低的其他主机上。

本发明的目的是这样达到的：

一种多机集群中主从调度方法，其特征在于：在每台集群主机上安装运行一 个相同的集群控制软件，集群控制软件提供编程开发接口库，每个需要使用集群 功能的进程使用这个库，并按照接口要求，调用接口获取主从状态并定时上报接 口状态。集群各个主机使用相同的集群配置文件，在配置文件中指定集群主机间 心跳的时间间隔，主机之间通过心跳报文进行信息传递。在配置文件中还设置进 程组划分信息，进程实施按组组合，调度的粒度是进程组，每个组里的进程在运 行正常行时保持一个运行优先级，每个组里进程按数据供应链的顺序优先级由高 到低排列。每个进程组根据运行时对CPU的占用率配置负载因子，负载因子采用 进程组中进程CPU占用率的和。管理机由集群中的主机选举产生，由启动时间小 的主机或IP地址字符串较小的主机充当。集群的调度满足集群负载均衡调度的 方法，所述均衡调度的方法是将主态进程组从较高负载的服务器上切换到与该进 程组具有相同优先因子且整机的负载总和最低的服务器上去，直到无法再进行切 换为止，切换时满足进程组切换的充分条件。

所述每个组里的进程在运行正常行时保持一个运行优先级，每个组里进程按 数据供应链的顺序优先级由高到低排列，假设一个进程组由n个进程组成，则数 据供应链顶端的进程优先级为2ⁿ，次优先的优先级为2^n-1……依次类推，由此得 到进程组的总的优先级，并进行不同主机相同进程组的优先级比较。

所述主机之间通过心跳报文进行信息传递是每隔一段时间T1发送一次，且 在接收后立即处理不放入队列。

所述集群的调度满足集群负载均衡调度的方法，其具体步骤是：

定义一个系统中不可能出现的最大负载值MAX_LOAD，当系统满足了进行负 载均衡切换的条件后，首先在集群系统中查找当前负载小于参数所指定负载 MAX_LOAD的服务器中的最高负载的服务器，由它们组成一个最高负载服务器链 表；然后依次遍历链表的每个服务器上处于主态的进程组；假设某最高负载服务 器上的n号进程组是处于主态的，于是在当前存活服务器中查找与该主态进程组 n具有相同进程组优先因子的最低负载服务器；如果找到则计算两台服务器切换 前后的负载差值，如果切换后的差值小于切换前的则说明切换后负载更趋向均 衡，那么进行切换，依此类推，直至遍历完该主机上的所有主态进程组为止；如 果对该主机的遍历过程中发生了进程组主从切换，那么则跳出对最高负载服务器 链表的循环，重新进行处理，进入下一次递归，此时传递的参数仍然是MAX_LOAD， 直至遍历完所有最高负载主机上的主态进程组；如果遍历完成而没有发生切换， 那么就将此时系统中的最高负载总值作为参数传递到下一次递归运算中。

所述集群切换时满足进程组切换的充分条件，其充分条件是同时满足下列条 件：