[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

说明书

技术领域

本发明涉及负载均衡方法，特别是涉及一种基于任务迁移的集群系统动态负载均衡方法。

背景技术

在实际应用中，由于集群系统中某个或部分节点可能发生损坏或更新升级，这使得集群系统中的各个计算节点配置将不同，面对相同的任务时，处理的速度将会有差别，这样大大降低了集群的并行性。同时目前传统的负载均衡集群系统还存在一定的局限，集中反映在自适应性、可扩展性以及异构性三个方面。因此，对于异构系统而言负载均衡的效果并不显著。通过本文设计的可以有效解决这一问题，。

因此，需要提供一种基于任务迁移的动态负载均衡方法，在集群系统运行过程中能够以各个计算节点的负载信息状况为依据，计算任务合理的在各个计算节点间进行迁移，以满足在集群系统中，实现负载均衡的同时，提高计算速率和集群系统的并行性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于任务迁移的集群系统动态负载均衡方法，以解决集群系统中某个或部分节点损坏、计算量差异过大或更新升级，造成的计算节点配置不均而导致的处理速度降低和系统并行性能差的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案

一种基于任务迁移的集群系统动态负载均衡方法，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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；