[发明专利]一种基于任务迁移的集群系统动态负载均衡方法

权利要求书

1.一种基于任务迁移的集群系统动态负载均衡方法，其特征在于，该方法的步骤包括

对当前集群系统的负载均衡情况进行分析；

根据分析结果，对各个计算节点进行初始任务量分配；

以集群系统内各个计算节点的负载监控信息为依据，将计算任务在各个计算节点间进行任务迁移，实现动态负载均衡，所述负载均衡的步骤包括：

调度管理节点将初始任务量分配给各个计算节点；

每个计算节点在完成一组数据的计算后，向调度管理节点发送当前负载信息，若剩余任务负载的数量不为0，则等待调度管理节点的反馈信息，否则，等待其他计算节点任务迁移信息；

调度管理节点负责监控各个计算节点的负载状况，并存储相应的负载信息，若当前计算节点的剩余任务负载量为0，其他计算节点的剩余任务负载量不为0，则开始负载均衡调动；

计算节点接收调度管理节点的反馈信息，判断系统内计算节点的当前的负载情况，开始从负载最重的计算节点向负载最轻的计算节点进行任务迁移；

直至系统中所有计算节点的任务负载量为0，结束并行计算。

2.根据权利要求1所述的集群系统动态负载均衡方法，其特征在于，

对集群系统中各个节点的负载情况进行分析；

对集群系统中处于空闲状态的节点进行统计。

3.根据权利要求1所述的集群系统动态负载均衡方法，其特征在于，所述初始任务量分配的步骤包括

计算每个节点至少分配到的数据个数Avg_num：Avg_num＝Pic_num/m，其中m为计算节点的个数，Pic_num为数据个数；

若数据个数Pic_num能够被m整除，则每个计算节点被分配的数据个数为Node_num，此时Node_num＝Avg_num＝Pic_num/m；

若数据个数Pic_num不能够被m整除，得到余数Mod_num：

Mod_num＝Pic_num％m，则此时：Node_num＝Avg_num＝Pic_num/m，

Node_num0＝Avg_num+Mod_num＝Pic_num/m+Pic_num％m； 其中，

Node_num0为负载最轻计算节点被分配的数据个数，Node_num为剩余每个节点被分配的数据个数。

4.根据权利要求1所述的集群系统动态负载均衡方法，其特征在于，所述负载信息包括当前节点的剩余任务负载量N_i和计算效率E_i。

5.根据权利要求4所述的集群系统动态负载均衡方法，其特征在于，所述监控各个计算节点的负载状况的步骤包括

根据负载监控信息，(N_k-n)*E_k＝n*E_i，n＝(E_k+E_i)/(N_k*E_k)，其中，k为计算负载最重的计算节点，n为迁移任务量，i为计算负载最重的计算节点，N_k为节点k的剩余任务负载量，E_k和E_i为节点k与节点i的计算效率；

向负载最重的计算节点k发送负载均衡标识、负载最轻的计算节点的标号i以及迁移任务量n；

向负载最轻计算节点i发送负载均衡标识flag、节点p的编号以及迁移任务量n。

6.根据权利要求5所述的集群系统动态负载均衡方法，其特征在于，所述计算节点接收调度管理节点的反馈信息的步骤包括

若flag＝0，则继续进行计算，负载均衡并未启动；

若flag＝1且剩余任务量为0，则当前计算节点i为负载最轻的计算节点，此时的反馈信息包括负载均衡标识flag、负载最重的计算节点的编号k以及迁移任务量n，接收由负载最重计算节点k迁移来的任务，更新计算节点i的数据，继续进行计算；

若flag＝1且剩余任务量不为0，则当前计算节点k为负载最重的计算节点，这时的反馈信息包括负载均衡标识flag、负载最轻的计算节点的编号i以及迁移任务量n，发送n个任务给负载最轻计算节点i，更新当前计算节点k的数据，继续进行计算。

7.根据权利要求1所述的集群系统动态负载均衡方法，其特征在于，该方法进一步包括在MPI并行变成模型中进行动态负载均衡。