專利名稱：：無線超寬帶動態聯接集群計算機的智能資源管理方法
技術領域：
：本發明屬于網絡系統資源管理領域，特別涉及一種無線超寬帶集群計算機的智能資源管理方法。
背景技術：
：隨著社會的發展，個人計算機PC(PersonalComputer)已成為人們工作、學習、生活等方面不可缺少的工具，尤其是在辦公室、實驗室、電化教學教室等場所得到了廣泛的應用。不過現階段PC的使用都是一個用戶獨占一臺主機資源及其外設，一般用戶在絕大多數時間內只使用了計算機的小部分運算處理能力，造成了計算機資源的閑置，因此，在同一場所有多個用戶、需要有多臺PC的情況下，如果能夠共享計算機的軟硬件資源，不僅可以提高資源的利用率，同時也能夠降低投資成本。針對PC目前的使用狀況，專利文獻(申請號200710030225.1，發明名稱終端移動式無線超寬帶動態聯結集群計算機及其運行方法)分析了造成PC資源閑置的主要原因，并充分利用目前的超寬帶(UWB)無線傳輸技術能在3.1GHz到10.6GHz頻率之間提供最高達到480Mbps數據傳輸速率，提出了一種終端移動式無線超寬帶動態聯接集群計算機及其運行方法。該集群計算機包括主機群和終端群，主機群由計算機或服務器主機及與之連接的主機無線傳輸模塊構成，主機之間采用有線或無線的方式連接成為局域網，主機采用多用戶操作系統；終端群由計算機終端及與之連接的終端無線傳輸模塊構成；主機群中的任一主機可以與終端群中的任一終端通過主機無線傳輸模塊和終端無線傳輸模塊建立點對點的高速無線連接。該集群計算機如圖l所示。利用上述專利文獻所提供的終端移動式無線超寬帶動態聯接集群計算機，可以降低成本、實現用戶移動和簡化運行維護，但在資源管理方面，其所提供的運行方法中只采用了簡單的用戶分級管理。對無線超寬帶集群計算機的資源管理還存在如下不足(1)無論用戶數量的多少，所有主機全部都開機，而沒有根據用戶對資源的需求來動態提供主機資源，即隨著用戶數量的增加逐步增加主機資源，隨著用戶數量的減少逐步減少主機資源，實現主機的自動開機和關機；(2)簡單的用戶分級分配給用戶的資源是固定不變的，沒有根據用戶實際使用資源的多少來平衡用戶之間的資源占用，實現對用戶之間資源的動態調度。上述不足會造成資源的閑置和降低資源的利用率，因此，對無線超寬帶集群計算機提供一種全面智能的資源管理方法，將會優化集群計算機的資源配置，進一步降低成本和提供高可靠性的服務，使無線超寬帶集群計算機更具實際應用價值和市場競爭力。
發明內容本發明的目的在于克服現有技術存在的上述不足，提供一種無線超寬帶集群計算機的智能資源管理方法，提高資源利用率、優化資源配置，從而進一步降低投資成本和管理成本，提高可靠性，并提供差異化服務。本發明所提供的一種無線超寬帶集群計算機的智能資源管理方法，其特征是它包括主機自動開機過程、用戶分級過程、動態資源調度過程和主機自動關機過程。所述的自動開機過程、用戶分級過程、動態資源調度過程和主機自動關機過程分別采用下面的具體步驟實現主機自動開機過程，其具體步驟包括(1)在主機群增加一個"終端開機監控器"，其功能是當有終端開機時能夠觸發一臺主機自動開機；"終端開機監控器"可以集成到某臺主機中，也可以是一個獨立的設備；(2)當所有主機都關閉時，"終端開機監控器"處于活動(Active)狀態；()有一臺或多臺終端開機；(4)"終端開機監控器"檢測到有終端開機的信號；(5)"終端開機監控器"選擇觸發其中一臺主機開機，選擇的條件可以是主機的運行時間、或主機的資源使用情況、或其他可衡量的量化值；也可以是每次都固定觸發某一臺主機開機；(6)如果被選擇的主機在時間T內無法開機，重復步驟(5)，"終端開機監控器"將選擇觸發下一臺主機；(7)被觸發的那臺主機開機，為已開機的終端提供服務；(8)有主機開機后，"終端開機監控器"置為非活動(Inactive)狀態；(9)主機群監控終端群資源使用情況；(10)如果主機群檢測到主機群資源已不能滿足終端群的需求時，將增加一臺主機開機；(11)直到主機群的資源能夠滿足終端群的需求。主機自動開機過程的流程如圖2所示。用戶分級過程，其具體步驟包括(1)用戶向集群計算機管理者申請登陸帳號和服務等級；(2)集群計算機管理者為用戶分配登陸帳號和相應的服務等級；(3)用戶通過終端輸入登陸信息；(4)主機群收到登陸信息后，根據用戶的等級為用戶分配相應的主機資源；(5)主機群為用戶提供服務。用戶分級過程的流程如圖3所示。動態資源調度過程，其具體步驟包括(1)主機群監測終端群中每臺活動終端使用資源的情況；(2)如果在時間T(T>0)內某臺終端使用資源的比例低于某個閥值L1，主機群將分配給該終端的資源調整出一部分作為預留資源；(3)如果在時間T(T>0)內某臺終端使用資源的比例高于某個閥值L2，這時若有預留資源，則主機群將部分預留資源分配給該終端，以滿足該終端對資源需求；(4)如果被調整出資源的用戶資源需求增加，且在其規定級別范圍內，則主機群首先從預留資源中調配資源給該用戶，如果預留資源不夠，主機群將回收分配出去的部分預留資源以滿足該用戶的需求；(5)主機群保存著一個"動態資源調度列表"，內容包括各終端使用資源的比例、調整資源的情況、剩余預留資源情況、預留資源分配情況等。動態資源調度過程的流程如圖4所示。主機自動關機過程，其具體步驟包括(1)主機群監測終端群的資源使用情況；(2)當主機群檢測到由N臺主機所提供給終端群的資源可以由N-1臺主機來保證；(3)主機群從N臺主機中選擇一臺；(4)將由該臺主機提供服務的終端切換到由其余N—1臺主機提供；(5)所選擇主機空閑后自動關機；(6)重復步驟(1)一(5);(7)直至最后一臺主機關機；(8)將"終端開機監控器"置為活動(Active)狀態。主機自動關機過程的流程如圖5所示。本發明所提供的一種無線超寬帶集群計算機的智能資源管理方法，與現有技術相比，具有如下優勢(1)通過主機自動開機和自動關機過程，不僅可以優化集群計算機的資源配置，而且可以最大限度地節省損耗成本和維護成本，同時也提高了集群計算機維護的自動化程度；(2)現有的多用戶系統一般都是對所有用戶平均分配資源，本發明通過用戶分級可以對不同的用戶級別提供不同的主機資源，達到充分利用共享資源，并提供差異化服務；(30動態資源調度可以平衡用戶之間的資源使用，提高了集群計算機資源的利用率；綜上所述，本發明所提供的一種無線超寬帶集群計算機的智能資源管理方法，可以優化集群計算機的資源配置、降低成本、提高資源的利用率，從而有效保障集群計算機服務的可靠性。圖1為本發明涉及的無線超寬帶集群計算機示意圖；圖2主機自動開機過程流程圖；圖3用戶分級過程流程圖；圖4動態資源調度過程流程圖；圖5主機自動關機過程流程圖；圖6實施例無線超寬帶集群計算機示意圖。具體實施方式本發明所提供的一種無線超寬帶集群計算機的智能資源管理方法，是基于主機群和終端群之間由無線超寬帶信號連接而組成的集群計算機。下面結合具體的實施例來說明本發明的具體實施方式。實施例的無線超寬帶集群計算機如圖6所示，主機群由三臺主機M1、M2、M3和一臺終端開機監控器T-Monitor組成，這四臺設備由局域網互聯；終端群由6臺終端T1、T2、T3、T4、T5、T6組成；主機群和終端群之間由無線超寬帶信號互聯；資源配置上平均一臺主機可以為兩臺終端提供服務。一、主機自動開機本實施例中集群計算機的初始狀態是3臺主機和6臺終端都處于關機狀態，只有"終端開機監控器"T-Monitor處于激活狀態，實時監測是否有終端開機。假設現有3個用戶在3臺終端T1、T2、T3上開機，每個用戶需要占用一臺主機資源的50%。T-Monitor監測到有主機開機，根據其存貯的有關主機的信息選擇觸發一臺主機開機(本實施例選擇的條件規定為序號最小)，即首先選擇觸發Ml開機。如果Ml在時間T(T可以取為l分鐘或其它時間)內無法開機，T-Monitor將觸發M2開機，以次類推。此實施例假設M1可以正常開機。Ml成功開機后，T-Monitor的狀態就置為非激活狀態。M1接收從T1、T2、T3三臺終端發送過來的用戶登陸信息，進行認證后，開始為用戶提供服務。但M1發現一臺主機的資源不能滿足三個用戶的資源請求，于是M1觸發主機M2開機，M1為T1、T2的用戶提供服務，M2為T3的用戶提供服務。如果這時T4開機，M2就為T3、T4提供服務；如果T5開機，主機群就要觸發M3開機并為T5提供服務；如果T6開機，M3將為T5、T6提供服務。二、用戶分級本實施例將用戶分為三個等級0級為普通用戶，可以占用一臺主機30%的資源；l級為有一定運算量的用戶，可以占用一臺主機60%的資源；2級為需要進行大量運算的用戶，可以占用一臺主機100%的資源。用戶在向集群計算機管理者申請登陸帳號時，需要申請用戶級別。本實施例中假設用戶1申請為0級用戶，在T1登陸；用戶2申請為1級用戶，在T2登陸；用戶3申請為2級用戶，在T3登陸。T-Monitor監測到有終端開機，將觸發主機Ml開機，但用戶1和用戶2需要占用一臺主機90%的資源，因此M1的資源不能滿足三個用戶的需求，于是M1觸發M2開機，這樣Ml就為用戶1和用戶2提供服務，M2為用戶3提供服務。三、動態資源調度本實施例中設集群計算機正在為三個用戶服務用戶1為0級用戶，在T1登陸；用戶2為1級用戶，在T2登陸；用戶3為2級用戶，在T3登陸。Ml為Tl、T2提供服務，M2為T3提供服務，M3沒有開機。主機群監測每個用戶使用資源的情況，并保存有一個"動態資源調度列表"記錄資源的調度情況，本實施例取閥值0=50%，閥值12=90%。若用戶2所進行的工作在時間T(T可以取30分鐘或其它時間)內只使用了所分配資源的40%(<L1)，而用戶3在時間T內使用了所分配資源的95X(>L2)。于是，主機群將用戶2所占用的資源調整出一部分(本實施例為50%)即一臺主機資源的30%(60%X50%=30%)作為預留資源。而將預留資源的一部分(本實施例取50%，即為一臺主機資源的15%)分配給用戶3使用，并啟動主機間的并行運算功能來加快運算速度。主機群將資源調度結果記錄在"動態資源調度列表"中，本實施例中動態資源調度列表如表1所示。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>注本實施例用占用一臺主機資源的百分比衡量資源的大小如果用戶2所需要的資源由一臺主機資源的24%(60%X40%=24%)上升到34%，主機群首先查詢預留資源是否可以滿足要求，現剩余預留資源為一臺主機資源的15%，可以滿足其要求，于是主機群將一臺主機資源10%的預留資源分配給用戶2。如果用戶2所需要的資源由一臺主機資源的34%繼續上升到60%，顯然預留資源已經不夠，于是主機群就將分配給用戶3的預留資源全部回收，重新分配給用戶2。需要說明的是，本實施例中是用占用一臺主機資源的百分比來衡量資源的大小，實際應用中可以采用其他的量化值來衡量資源的大小。四、主機自動關機假設集群計算機為6個用戶提供服務，分配給每個用戶的資源均為一臺主機資源的50%，M1為T1、T2提供服務，M2為T3、T4提供服務，M3為T5、T6提供服務，主機群實時監測各終端的資源使用情況。若T4和T6的用戶完成工作退出登陸，主機群監測到此情況后，就將由M3提供服務的T5切換到由M2為T5提供服務，切換過程完成后M3空閑，于是，M3自動關機。若T2和T3的用戶也退出登陸，主機群就將由M2提供服務的T5切換到由Ml為T5提供服務，切換過程完成后M2即空閑，于是，M2也自動關機。若T1和T5也相繼退出登陸，這樣M1也已空閑，所以，Ml自動關機。因為所有的主機都已關閉，于是，"終端開機監控器"T-Monitor的狀態置為激活狀態。以上實施例及所述內容說明了本發明所提供的一種無線超寬帶集群計算機的智能資源管理方法的具體實施方式，并非用來限定本發明的實施范圍。權利要求1、無線超寬帶動態聯接集群計算機的智能資源管理方法，包括主機自動開機過程，其特征在于所述主機自動開機通過一個終端開機監控器實現，該主機自動開機過程包括如下步驟(1)當所有主機都關閉時，終端開機監控器處于活動狀態；(2)有一臺或多臺終端開機時，終端開機監控器檢測到有終端開機的信號；(3)終端開機監控器選擇并觸發集群主機中的一臺主機，使被觸發的主機開機；(4)如果被選擇的主機在預設時間T內無法開機，重復步驟(3)，終端開機監控器將選擇觸發集群主機中的其他一臺主機，所述T＞0；(5)有主機開機后，終端開機監控器置為非活動狀態；主機群監控終端群資源使用情況。2、根據權利要求1所述的智能資源管理方法，其特征在于步驟(3)中，終端開機監控器選擇觸發主機的根據是已設置好的確定的一臺主機或主機的運行時間、或主機的資源使用情況。3、根據權利要求2所述的智能資源管理方法，其特征在于步驟(5)中，如果主機群檢測到主機群資源已不能滿足終端群的需求時，將再開啟一臺主機；直到主機群的資源能夠滿足終端群的需求。4、根據權利要求3所述的智能資源管理方法，其特征在于所述智能資源管理方法還包括用戶分級過程，該過程包括步驟(1)用戶向集群計算機管理者申請登陸帳號和服務等級；(2)集群計算機為用戶分配登陸帳號和相應的服務等級；(3)用戶通過終端輸入登陸信息；(4)主機群收到登陸信息后，根據用戶的等級為用戶分配相應的主機資源；(5)主機群為用戶提供服務。5、根據權利要求4所述的智能資源管理方法，其特征在于所述智能資源管理方法還包括動態資源調度過程，該過程包括步驟(1)主機群監測終端群中每臺活動終端使用資源的情況；(2)如果在時間T內某臺終端使用資源的比例低于設定的閥值Ll，主機群將分配給該終端的資源調整出一部分作為預留資源，所述TX)，L1>0;(3)如果在時間T內某臺終端使用資源的比例高于某個閥值L2，這時若有預留資源，則主機群將部分預留資源分配給該終端，所述TX)，L2>0;(4)如果被調整出資源的用戶資源需求增加，則主機群首先從預留資源中調配資源給該用戶，并使該用戶使用的資源大小在其級別所對應的能使用的最大資源范圍內，如果預留資源不夠，主機群將回收該用戶被分配出去的部分預留資源以滿足該用戶的需求。6、根據權利要求5所述的智能資源管理方法，其特征在于在動態資源調度過程中，主機群動態保存一個"資源調度列表"，內容包括各終端使用資源的比例、調整資源的情況、剩余預留資源情況、預留資源分配情況。7、根據權利要求6所述的智能資源管理方法，其特征在于所述的智能資源管理方法還包括主機自動關機過程，該過程包括步驟(1)主機群監測終端群的資源使用情況；(2)當主機群檢測到由N臺主機所提供給終端群的資源可以由N-1臺主機來保證，N為自然數；(3)主機群從N臺主機中選擇一臺，將由該臺主機提供服務的終端切換到由其余N—1臺主機提供；(4)所選擇主機空閑后自動關機；(5)重復上述步驟(1)一(4),直至最后一臺主機關機，將終端開機監控器置為活動狀態。8、根據權利要求17中任一項所述的智能資源管理方法，其特征在于所述的終端開機監控器是一個獨立的設備或集成在所述無線超寬帶動態聯接集群計算機中的一臺主機中。全文摘要本發明公開了一種無線超寬帶動態聯接集群計算機的智能資源管理方法，該方法通過一個終端開機監控器實現主機自動開機過程，使開機時主機群實現有選擇的開機，從而減少集群計算機資源的浪費；該方法還包括用戶分級過程，根據用戶等級分配資源，使資源的分配更靈活；該方法根據用戶的實際使用資源的情況，實現動態資源調度過程，使各主機的資源得到充分的利用；該方法還包括主機自動關機過程，通過監測終端群的資源使用情況并進行主機資源切換，實現用最少的主機滿足終端用戶對資源的需求。本發明能提高集群計算機資源利用率、優化資源配置，從而進一步降低投資成本和管理成本，提高可靠性，并提供差異化服務。文檔編號H04L12/26GK101188526SQ200710032660公開日2008年5月28日申請日期2007年12月18日優先權日2007年12月18日發明者劉桂開,軍張,崗韋申請人:華南理工大學