專利名稱：用于對工作進行負載平衡的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開內(nèi)容涉及計算機領(lǐng)域，并且具體涉及刀片服務器。更具體地，本公開內(nèi)容涉
及在刀片中心中的刀片機箱之間的動態(tài)負載平衡。
背景技術(shù)：
雖然早期的計算機架構(gòu)利用獨立的單個計算機(通常稱為個人計算機(PC))，但 更強大的現(xiàn)代計算機系統(tǒng)經(jīng)常使用在公共機箱中耦合在一起的多個計算機。一種示例性的 公共機箱稱為刀片機箱，其包括通過刀片機箱內(nèi)的公共干線加以耦合的多個刀片。在刀片 機箱充當企業(yè)的刀片服務器時被稱作服務器刀片的每個刀片是可插拔的板，其包括至少一 個處理器、板載存儲器以及輸入/輸出(1/0)接口。多個刀片能夠彼此通信并共享公共資 源，諸如存儲設備、監(jiān)視器、輸入設備(鍵盤、鼠標)等。 多個刀片機箱組成刀片中心。刀片中心通常專用于單個企業(yè)和/或特定功能，諸 如處理貸款、管理工資表等。由于刀片中心包括多個刀片機箱，所以在不同刀片機箱之間經(jīng) 常發(fā)生工作負載的不平衡。當前的負載平衡通常僅僅是通過監(jiān)視去往不同機箱的總數(shù)據(jù)流 量，來將工作從超載的機箱移動到不太繁忙的機箱。此類負載平衡對檢測和修正負載不平 衡的潛在原因幫助不大。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，提供了一種用于在刀片中心內(nèi)的不同刀片機箱之間進行負載 平衡的計算機實現(xiàn)的方法、系統(tǒng)和計算機程序產(chǎn)品。針對去往和來自刀片機箱的總數(shù)據(jù)流 量監(jiān)視每個刀片機箱。如果刀片機箱集群內(nèi)的第一刀片機箱負擔過重，則釋放第一刀片機 箱內(nèi)負擔最重的刀片。繼而識別該刀片機箱集群內(nèi)的較少利用的第二刀片機箱，并且指派 該第二刀片機箱內(nèi)的負擔最輕的刀片來接管從第一刀片機箱釋放的刀片的工作負載。
在以下的詳細描述中，本發(fā)明的上述以及附加用途、特征和優(yōu)勢將變得明顯。


在所附權(quán)利要求書中記載了相信是本發(fā)明具有新穎特征的特性。然而，在結(jié)合附 圖閱讀時，通過參考對示范實施方式的以下詳細描述，將獲得對本發(fā)明本身以及其優(yōu)選的 使用模式、其他目的和優(yōu)勢的最佳的理解。
圖1示出了可以由本發(fā)明利用的示例性服務器刀片； 圖2示出了在刀片中心內(nèi)的刀片機箱之間自動進行負載平衡工作的獨特且新穎 的刀片中心； 圖3示出了圖2所示的刀片機箱的附加細節(jié)； 圖4是用于在刀片中心內(nèi)的刀片機箱之間進行負載平衡的示例性步驟的流程圖；
圖5示出了用于物理地以及機械地從刀片機箱解耦合服務器刀片的線性機構(gòu)；以 及
4
圖6示出了用于智能地以及選擇性地將服務器刀片與同一硬盤驅(qū)動器耦合/解耦 合的機械耦合器。
具體實施例方式
現(xiàn)在參考附圖，并且特別地參考圖l，其示出了本發(fā)明可以使用的示例性刀片102 的框圖。刀片102是服務器刀片機箱(在下面關(guān)于圖2至圖3的描述中，示出為刀片機箱 202、204和/或302)的組件。刀片機箱202、204和/或302通常用作服務器；因此，刀片 102可以稱為服務器刀片。應該指出，針對刀片102所示出的一些或所有示例性架構(gòu)可以由 軟件部署服務器150和/或其他刀片124使用，其他刀片124可以與刀片102處于同一刀 片機箱內(nèi)。 刀片102包括耦合至系統(tǒng)總線106的處理器單元104。處理器單元104可以利用 每個都具有一個或多個處理器核心的一個或多個處理器。驅(qū)動/支持顯示器110的視頻適 配器108也經(jīng)由到機箱干線157的機箱接口 131耦合至系統(tǒng)總線106 (以下更詳細地進行 描述)。在一個實施方式中，開關(guān)107將視頻適配器108耦合至系統(tǒng)總線106。備選地，開 關(guān)107可以將視頻適配器108耦合至顯示器110。在另一實施方式中，開關(guān)107是開關(guān)，優(yōu) 選地為機械開關(guān)，其允許顯示器IIO耦合至系統(tǒng)總線106，并且因此僅在執(zhí)行這里所述方法 的指令執(zhí)行時發(fā)揮功能(例如，下面描述的刀片管理軟件BMS 148)。該切換引起刀片102 從一個其中不顯示此處所述方法的未決步驟和/或結(jié)果的系統(tǒng)實質(zhì)轉(zhuǎn)變到一個其中顯示 這些結(jié)果的系統(tǒng)。 系統(tǒng)總線106經(jīng)由總線橋112耦合至輸入/輸出(I/O)總線114。 1/0接口 116 耦合至I/0總線114。 1/0接口 116擔負與各種I/0設備的直接通信或經(jīng)由機箱接口 131 的通信，機箱接口 131是允許刀片102耦合至刀片機箱中的機箱干線157的硬件和/或軟 件。 一旦耦合至機箱干線157，則刀片102能夠與除了顯示器110之外的其他設備通信，包 括鍵盤118、鼠標120、媒體托盤122(其可以包括諸如CD-ROM驅(qū)動器、多媒體接口等的存儲 設備)、處于刀片機箱內(nèi)的其他刀片124以及(如果沒有以下面描述的方式使用VHDL芯片 137)USB端口 126。應該指出，雖然示出其他刀片124經(jīng)由機箱接口 131耦合至刀片102，但 是在一個實施方式中，這些其他刀片124可以經(jīng)由網(wǎng)絡128 (特別是如果網(wǎng)絡128是刀片中 心內(nèi)的局域網(wǎng)(LAN))耦合至刀片102。雖然連接至I/0接口 116的端口形式可能對與計算 機架構(gòu)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是已知的，但是在優(yōu)選實施方式中，一些或所有這些端口是通 用串行總線(USB)端口。 如上所述，刀片102能夠與軟件部署服務器150通信，并且在一個實施方式中，能 夠使用諸如網(wǎng)絡接口卡(NIC) 130之類的網(wǎng)絡接口經(jīng)由網(wǎng)絡128與刀片機箱內(nèi)的其他刀片 124通信，網(wǎng)絡接口卡(NIC) 130直接耦合至系統(tǒng)總線106，或者備選地經(jīng)由機箱接口 131耦 合至系統(tǒng)總線106。網(wǎng)絡128可以是諸如因特網(wǎng)的外部網(wǎng)絡，或者是諸如以太網(wǎng)或虛擬專用 網(wǎng)(VPN)之類的內(nèi)部網(wǎng)絡。 硬盤驅(qū)動器接口 132也耦合至系統(tǒng)總線106。硬盤驅(qū)動器接口 132與硬盤驅(qū)動器 134接口連接。在優(yōu)選實施方式中，硬盤驅(qū)動器134構(gòu)成系統(tǒng)存儲器136，其也耦合至系統(tǒng) 總線106。系統(tǒng)存儲器被定義為刀片102中的易失性存儲器的最低級別。該易失性存儲器 包括附加的更高級別的易失性存儲器(未示出)，包括但不限于高速緩沖存儲器、寄存器和緩沖器。構(gòu)成系統(tǒng)存儲器136的數(shù)據(jù)包括刀片102的操作系統(tǒng)(OS) 138和應用程序144。
OS 138包括殼140，用于提供到諸如應用程序144的資源的透明用戶訪問。通常， 殼140是在用戶和操作系統(tǒng)之間提供解譯器和接口的程序。更具體地，殼140執(zhí)行被輸入 到命令行用戶接口或來自于文件的命令。因此，殼140還稱為命令處理器，其通常是操作系 統(tǒng)軟件層次的最高級并且充當命令解譯器。殼提供系統(tǒng)提示、解譯由鍵盤、鼠標或其他用戶 輸入介質(zhì)輸入的命令，以及向操作系統(tǒng)(例如，內(nèi)核142)的適當?shù)妮^低級發(fā)送已解譯命令 用于處理。應該指出，雖然殼140是基于文本的、面向行的用戶接口，但是本發(fā)明將同樣良 好地支持其他用戶接口模式，諸如圖形、語音、手勢等。 如上所述，OS 138還包括內(nèi)核142，其包括0S 138的較低級的功能，包括由OS 138 的其他部分和應用程序144所需的必要范圍，包括存儲器管理、進程和任務管理、磁盤管理 以及鼠標和鍵盤管理。 應用程序144包括繪制器，以示例性方式示出為瀏覽器146。瀏覽器146包括使用 超文本傳輸協(xié)議(HTTP)消息發(fā)送而支持萬維網(wǎng)(WWW)客戶端(S卩，刀片102)發(fā)送和接收 網(wǎng)絡消息到因特網(wǎng)，因此支持與軟件部署服務器150和其他所述計算機系統(tǒng)進行通信的程 序模塊和指令。 刀片102的系統(tǒng)存儲器(以及軟件部署服務器150的系統(tǒng)存儲器)中的應用程序 144還包括刀片管理軟件(BMS)148。BMS 148包括用于實現(xiàn)以下所述處理的代碼，包括在圖 2至圖3中描述的那些。在一個實施方式中，刀片102能夠從軟件部署服務器150下載BMS 148，包括按需下載。還應該進一步指出，在本發(fā)明的一個實施方式中，軟件部署服務器150 執(zhí)行與本發(fā)明相關(guān)聯(lián)的所有功能(包括執(zhí)行BMS 148)，因此將刀片102從必須使用其自己 的內(nèi)部計算資源來執(zhí)行BMS 148中解脫。 在系統(tǒng)存儲器136中還存儲了 VHDL(VHSIC硬件描述語言)程序139。 VHDL是一種 示例性設計輸入語言，其用于現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)和其他類似 的電子設備。在一個實施方式中，執(zhí)行來自于BMS 148的指令使得VHDL程序139配置VHDL 芯片137，該芯片可以是FPGA、ASIC等。對VHDL芯片137進行編程引起刀片102架構(gòu)的實 質(zhì)轉(zhuǎn)變，其中(假設USB端口 126沒有耦合至I/0接口 116，并且NIC 130沒有直接耦合至 系統(tǒng)總線106)USB端口 126和NIC 130現(xiàn)在經(jīng)由VHDL芯片137選擇性地耦合至系統(tǒng)總線 106。 在本發(fā)明的另一實施方式中，執(zhí)行來自于BMS 148的指令導致使用VHDL程序139 來對VHDL仿真芯片151進行編程。VHDL仿真芯片151可以合并與VHDL芯片137的上述架 構(gòu)類似的架構(gòu)。 一旦BMS 148和VHDL程序139對VHDL仿真芯片151編程，則VHDL仿真芯 片151作為硬件執(zhí)行由對在BMS 148找到的一些或所有指令的一個或多個進行描述的一些 或所有功能。即，VHDL仿真芯片151是對在BMS 148中找到的一些或所有軟件指令的硬件 仿真。在一個實施方式中，VHDL仿真芯片151是可編程只讀存儲器(PROM)， 一旦根據(jù)來自 于BMS 148和VHDL程序139對其進行燒制，該VHDL仿真芯片151被永久轉(zhuǎn)變?yōu)閳?zhí)行下面 在圖2中示出的元件206、208、210、212和/或214a-b的功能的新電路。因此，VHDL仿真 芯片151還被適當?shù)匾暈樵诘镀?02控制之下的機器。應該指出，雖然VHDL仿真芯片151 被描述為是與刀片102分離的不同實體，但是在另一實施方式中，VHDL仿真芯片151可以 是刀片102的整體部分。
在刀片102中描述的硬件元件不旨在窮舉目的，而是本發(fā)明所需的必備組件的 說明。例如，刀片102可以包括備選的存儲器存儲設備，諸如磁帶、數(shù)字多功能盤(DVD)、 Bernoulli盒式磁帶等。這些和其他變形旨在處于本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。
現(xiàn)在參考圖2，示出了構(gòu)思的由本發(fā)明使用的以及與本發(fā)明一起使用的示例性刀 片中心200。刀片中心200包括至少兩個刀片機箱，示出為刀片機箱202和刀片機箱204。 在刀片機箱202內(nèi)有多個刀片214a-n，其中"n"是任何整數(shù)，但優(yōu)選為14。在刀片機箱204 內(nèi)有多個刀片216a-n，其中"n"是任何整數(shù)，并且其中"n"可以大于、小于或等于刀片機箱 202中的刀片214的數(shù)量。刀片214a-n(在不指定為214的情況下，每個獨立引用為集合/ 子集)耦合至機箱干線218，其在刀片214a-n中提供機械和邏輯連接(例如，數(shù)據(jù)和控制信 號交換)。類似地，刀片216a-n耦合至機箱干線220。 刀片214a-n和刀片216a_n分別由管理模塊(MM) 210和212管理。每個匪包括 處理器(未示出)，用于控制特定刀片的輸入/輸出(I/O)功能、將特定刀片與網(wǎng)絡(例如， 網(wǎng)絡222，在圖1中示出為128)接口連接，并且向特定刀片分配任務和數(shù)據(jù)。
每個刀片包含主管代理(分別示出為示例性刀片214n的主管代理215a和刀片 216a中的主管代理215b)。主管代理215a-b是與網(wǎng)絡使用監(jiān)視器208和/或負載平衡管 理器206通信的相同軟件的副本。網(wǎng)絡使用監(jiān)視器208是監(jiān)視機箱和/或刀片的使用水平 (例如，它們的繁忙程度)的軟件邏輯。負載平衡管理器206通過經(jīng)由諸如網(wǎng)絡入口交換機 (示出為網(wǎng)絡入口交換機224和226)的軟件交換機而使此類流量尋址到特定刀片，來將來 自于網(wǎng)絡222的工作和數(shù)據(jù)分組分配給特定刀片。 如圖2所示，主管代理215(示出為215a或215b)負責監(jiān)視特定刀片的活動水平 (例如，正在使用的諸如總線帶寬、CPU使用率等內(nèi)部硬件資源的百分比)。網(wǎng)絡入口交換 機(示出為224或226)(經(jīng)由匪)向負載平衡管理器206和/或網(wǎng)絡使用監(jiān)視器208提供 流量監(jiān)視信息，該信息反映全部刀片機箱(例如，特定刀片機箱內(nèi)的所有刀片的活動水平) 的活動水平。 如下面將進一步描述的，如果第一機箱中的刀片被認為超負荷使用(負擔過重)， 那么第二機箱中的另一刀片將接管第一機箱中的負擔過重的刀片的操作。在優(yōu)選實施方式 中，通過編程地將引導驅(qū)動從第一刀片重映射到第二刀片，來停用第一機箱中刀片。例如， 假設刀片214n是負擔過重的刀片。為了釋放刀片214n，禁用引導驅(qū)動228，因此卸下刀片 214n的操作系統(tǒng)。假設刀片216a將接管刀片214n的操作，現(xiàn)在指示刀片216a來映射到引 導驅(qū)動228(存儲在引導存儲設備230中)，從而使用與之前由刀片214n使用的引導驅(qū)動相 同的引導驅(qū)動228來接合216a。 現(xiàn)在參考圖3，示出了刀片(在圖2中示出的示例性刀片214n)的附加細節(jié)。如圖 所示，刀片214n使用多個NIC 302a-n來與網(wǎng)絡304(在圖1中示出為網(wǎng)絡128在圖2中示 出為網(wǎng)絡222)通信。網(wǎng)絡304提供去往和來自刀片214n的網(wǎng)絡流量(例如，數(shù)據(jù)、指令、任 務等)。該流量可以來自于刀片機箱202內(nèi)的其他刀片214，但是在本發(fā)明的環(huán)境中優(yōu)選是 來自于刀片機箱202的外部，諸如來自于遠程工作服務器306等。主管代理215a監(jiān)視通過 NIC 302a-n的流量活動水平。該監(jiān)視允許主管代理215a確定刀片214n的繁忙程度。在本 發(fā)明的一個實施方式中，主管代理215a將其監(jiān)視集中于出站(排出)數(shù)據(jù)。因此，通過將 有多少數(shù)據(jù)進入刀片214n (來自網(wǎng)絡304經(jīng)由負載平衡管理器206和網(wǎng)絡入口交換機224)與有多少數(shù)據(jù)流量離開刀片214n(其中排出數(shù)據(jù)是刀片214n對從網(wǎng)絡入口交換機224接 收分組進行數(shù)據(jù)處理的結(jié)果)進行比較，可以由負載平衡管理器206和/或網(wǎng)絡使用監(jiān)視 器208做出關(guān)于刀片214n超載的程度的確定。S卩，如果在任務進入刀片214n時和當來自 該任務的輸出離開刀片214n時之間存在過長的延遲(基于預定的時間長度)，那么可以適 當?shù)丶僭O刀片214n內(nèi)的資源負擔過度，并且因此刀片214n是被設置離線以及由另一機箱 中的另一刀片(例如，更強大或不太忙)替換的良好候選。應該指出，在優(yōu)選實施方式中， 刀片機箱內(nèi)的一個刀片不替換該同一刀片機箱中的另一刀片，因為優(yōu)選實施方式的主要目 的在于平衡刀片機箱之間的工作量而不僅僅是平衡獨立刀片之間的工作量。
現(xiàn)在參考圖4，示出了本發(fā)明采取的在不同刀片機箱之間或不同刀片機箱中進行 負載平衡的示例性步驟的流程圖。在初始塊402之后，在第一機箱中引導第一刀片(塊 404)。使用可以選定的操作系統(tǒng)來引導該第一刀片，該選定的操作系統(tǒng)可以專用于將由管 理模塊發(fā)送到第一刀片的特定類型任務。該第一刀片經(jīng)由網(wǎng)絡入口交換機和多個NIC兩者 耦合至網(wǎng)絡(塊406)，如圖3所示。然后，管理模塊針對尋址到第一機箱中的第一刀片的網(wǎng) 絡流量監(jiān)視網(wǎng)絡入口交換機(塊40S)。此外，第一刀片上的網(wǎng)絡代理監(jiān)視通過第一刀片上 NIC的網(wǎng)絡流量(塊410)。 如查詢塊412所示，確定第一機箱是否超負荷使用。存在可以確定第一機箱是否
超負荷使用的不同計算機實現(xiàn)的方法。在一個實施方式中，通過測量第一機箱的第一資源
使用水平來做出該確定，其中，資源使用水平是基于與總共有多少來自于所述第一機箱中
的刀片的硬件資源可用相比總共有多少來自于所述第一機箱中的刀片的硬件資源正在被
使用。測量第二機箱的第二資源使用水平，其中第二資源使用水平小于第一資源使用水平。
計算第一資源使用水平與第二資源使用水平之間的差，以確定資源使用水平差。因此，如果
資源使用水平差超過了預定義的動作水平，則確定第一機箱超負荷使用。 在另一實施方式中，通過首先測量對第一刀片機箱數(shù)據(jù)流量，來實現(xiàn)確定第一機
箱已經(jīng)超負荷使用，其中，第一刀片機箱數(shù)據(jù)流量是尋址到第一刀片并且通過網(wǎng)絡入口交
換機的數(shù)據(jù)流量。下一步驟是測量第一刀片NIC數(shù)據(jù)流量，其中第一刀片NIC數(shù)據(jù)流量是
已經(jīng)由第一刀片處理并且從第一刀片排出的數(shù)據(jù)流量。最后，計算第一刀片機箱數(shù)據(jù)流量
與第一刀片NIC數(shù)據(jù)流量之間的差，其中預定大的差指示第一機箱中的第一刀片中的資源
過度使用。 在一個實施方式中，通過確定NIC上的數(shù)據(jù)流量超過預定的NIC數(shù)據(jù)流量水平，來 將第一刀片識別為將被解耦合的超負荷使用的刀片。該預定的NIC數(shù)據(jù)流量水平可以由管 理模塊、網(wǎng)絡使用管理器、網(wǎng)絡使用監(jiān)視器或具有適當監(jiān)管權(quán)限的任何管理員設置。
如果第一機箱超負荷使用并且已經(jīng)識別了負擔過重的刀片，則針對未充分使用的 第二機箱進行查詢(查詢塊414)。使用上述相同的標準和設備進行該查詢，以便確定第一 機箱超負荷使用。即，如果第二機箱具有去往其的"輕"量網(wǎng)絡流量(如由監(jiān)視上述過程的 網(wǎng)絡入口交換機確定)，那么確定第二機箱為用于從第一機箱中的負擔過重的第一刀片接 受工作的良好候選。未來工作(其本該被發(fā)送到第一機箱中的負擔過重的第一刀片)的目 的地將是第二機箱中的最少使用的刀片。使用用于識別第一機箱中的負擔過重的第一刀片 的同一過程來識別該最少使用的刀片。即，將第二機箱中的如下刀片分類為用于接管第一 機箱中負擔過重的第一刀片的工作負擔的良好候選，其中該刀片來自于第二機箱中的網(wǎng)絡
8入口交換機的網(wǎng)絡流量為輕量，并來自于該刀片的NIC流量為輕量。 —旦已經(jīng)識別了第一機箱中的負擔過重的第一刀片以及第二機箱中的替換該第 一刀片的第二刀片，則允許第一刀片完成任何正在運行的任務(塊416)。這避免與上下文 切換相關(guān)聯(lián)的開銷，而這將引起未決工作負擔的意外取消。然而，一旦完成了未決任務(查 詢塊418)，則從第一機箱釋放第一刀片(塊420)。 如下所述，一旦使第一刀片釋放(停用)，則另一機箱中的第二刀片將接合(啟 用)。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，通過編程地將引導驅(qū)動從第一刀片重映射到第二刀片來 執(zhí)行該停用/啟用，如圖2所示。如上所述，通過卸下負擔過重的第一刀片的引導程序(以 及操作系統(tǒng))來停用該負擔過重的第一刀片，從而禁用該負擔過重的第一刀片。同時，將第 二機箱中的失效備援(failover)刀片映射到同一引導驅(qū)動，其存儲在外部存儲系統(tǒng)中(例 如，圖2所示的引導存儲230)。該同一引導驅(qū)動(圖2中所示的引導驅(qū)動228)是在第一機 箱中的負擔過重的第一刀片在被卸下之前使用的同一引導驅(qū)動。 備選地，可以單獨地或組合地使用四個備選過程，來釋放/停用/禁用第一刀片并 且接合/啟用/使能失效備援刀片。第一釋放方法是經(jīng)由指示第一機箱中的管理模塊不向 第一刀片發(fā)送更多工作的軟件。第二方式是經(jīng)由軟件機箱接口到第一機箱中的第一干線， 使得通過禁用該軟件機箱接口的軟件實現(xiàn)將第一刀片從第一機箱的解耦合。第三方法使用 耦合開關(guān)(在圖中未示出)，其是將刀片耦合至機箱干線/將刀片從機箱干線解耦合的軟件 控制的硬件開關(guān)。第四方法使用線性運動硬件，其中第一刀片經(jīng)由硬件插口耦合至第一機 箱中的機箱干線，并且其中通過物理上將第一刀片從第一機箱中的第一干線拔出的線性硬 件機構(gòu)，來執(zhí)行將第一刀片從第一機箱的解耦合。如果使用第四方法，可以由響應于第一機 箱超負荷使用的軟件控制該線性硬件機構(gòu)。在一個使用該線性硬件機構(gòu)的實施方式中，該 線性硬件機構(gòu)使得拔出的第一刀片超過第一機箱中的其他刀片而從第一機箱突出離開，其 中突出的刀片提供了刀片機箱中的哪個刀片已經(jīng)物理地被拔出的可視指示符。
現(xiàn)在參考圖5，為用于如上所述解耦合刀片的第四方法提供附加細節(jié)?？紤]具有 第一端504和第二端506的刀片502。第二端506包括與機箱干線510中的物理插口 508 相配合的耦合銷/槽/接頭(例如，圖1至圖2所示的機箱干線157、218和/或220)。刀 片502安裝在線性硬件機構(gòu)512內(nèi)，線性硬件機構(gòu)512包括為這里所述的線性運動提供支 撐而固定安裝的線性致動器514。線性致動器可以是液壓致動器、齒軌和小齒輪，或能夠產(chǎn) 生足夠線性力以接合/釋放第二端506和物理插口 508的任何其他機構(gòu)。當?shù)镀?02物理 地釋放于具有其他刀片的機箱，線性運動使得刀片502從機箱干線510突出離開，從而給出 了關(guān)于相比于其他刀片516哪個刀片已經(jīng)從機箱釋放(并且因此應該針對缺陷、工作分布 問題、異常等進行檢驗)的快速可視提示，其他刀片516由于耦合至機箱干線510而在物理 上接近于機箱干線510。該物理釋放防止刀片無意地被允許在機箱內(nèi)保持活動。
現(xiàn)在返回圖4，一旦已經(jīng)將負擔過重的第一刀片從第一機箱釋放，則將第二機箱中 的第二刀片接合到第二機箱中。該第二刀片可以是這樣一種刀片，該第二刀片之前沒有耦 合至第二機箱，并且現(xiàn)在可以相反地使用用于釋放第一機箱中的負擔過重的第一刀片的上 述四種方法中任何一種來進行接合。備選地，第二刀片可以僅是未充分使用的刀片，如由用 于識別第一機箱中的負擔過重的第一刀片的上述步驟確定的。在兩個場景之一中，在本發(fā) 明的優(yōu)選實施方式中，第二刀片沒有引導操作系統(tǒng)(如果其根本沒有耦合至第二機箱)或具有錯誤的操作系統(tǒng)(如果其之前耦合至第二機箱)。因此，在將原本應該發(fā)送到第一機箱 中的負擔過重的第一刀片的工作分配給第二機箱中的第二刀片之前，利用關(guān)閉第一刀片之 前正在運行的同一操作系統(tǒng)的副本來引導第二刀片(塊424)。此后，原本應該發(fā)送到第一 機箱中的第一刀片的任何未來工作現(xiàn)在由負載平衡管理器發(fā)送到第二機箱中的第二刀片 (塊46)。盡管示出該處理結(jié)束于終止塊428，但是應該理解，如果第二機箱變得負擔過重， 則該處理可以重新迭代，因此使得失效備援回到同一第一刀片或第一機箱中的另一刀片。
現(xiàn)在參考圖6，示出了本發(fā)明的備選實施方式，并且尤其示出了如何禁用第一刀片 以及使能第二刀片(參見圖4中的塊420和422)。初始地，第一機箱中的第一刀片(示出 為刀片602)經(jīng)由機械耦合器606耦合至其專用硬盤驅(qū)動器604(例如，圖1所示的硬盤驅(qū) 動器134)。機械耦合器606 (包括處于刀片耦合軟件610控制之下的處理邏輯608)包括將 刀片602機械耦合至硬盤驅(qū)動器604的物理開關(guān)。如果刀片耦合軟件610檢測到刀片602 已經(jīng)負擔過重(根據(jù)上述參數(shù))，那么指示機械耦合器606將刀片602從硬盤驅(qū)動器604機 械地斷開，并且將刀片612機械地耦合至硬盤驅(qū)動器604。刀片612可以經(jīng)由諸如LAN等 網(wǎng)絡614耦合至機械耦合器606。備選地，刀片612可以直接以及機械地連接至機械耦合 器606。在優(yōu)選實施方式中，刀片612處于與刀片602不同的另一刀片機箱中(例如，刀片 602是刀片214n，而刀片612是圖2所示的刀片216a)。備選地，刀片602和刀片612均處 于同一刀片機箱內(nèi)。通過將第二刀片612耦合至硬盤驅(qū)動器604，而將第一刀片602從硬盤 驅(qū)動器604解耦合，現(xiàn)在第一刀片602不能讀取去往和來自硬盤驅(qū)動器604的數(shù)據(jù)和指令， 因此禁用它。此外，通過將第二刀片612耦合至硬盤驅(qū)動器604，第二刀片612現(xiàn)在能夠1) 引導第一刀片的操作系統(tǒng)，并且2)讀取之前由第一刀片使用的環(huán)境數(shù)據(jù)和應用軟件，從而 使第二刀片能夠無縫地承擔第一刀片的角色和責任。 應該理解，本發(fā)明的至少一些方面可以備選地以包含程序產(chǎn)品的計算機可讀介質(zhì) 來實現(xiàn)。定義本發(fā)明功能的程序可以經(jīng)由各種有形的信號承載介質(zhì)被遞送到數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng) 或計算機系統(tǒng)，這些信號承載介質(zhì)包括但不限于非可寫存儲介質(zhì)(例如，CD-ROM)以及可 寫存儲介質(zhì)(例如，硬盤驅(qū)動器、讀/寫CD ROM、光介質(zhì))。因此，應該理解，當此類存儲介 質(zhì)由計算機可讀指令編碼時，其表示本發(fā)明的備選實施方式，其中該計算機可讀指令指導 本發(fā)明的方法功能。此外，應該理解，本發(fā)明可以由如下系統(tǒng)實現(xiàn)，該系統(tǒng)具有硬件、軟件或 如上所述的軟件和硬件的組合或其等同物形式的裝置。 本文所使用的術(shù)語僅出于描述特定實施方式的目的，并且不旨在對本發(fā)明進行限 制。如這里所用，除非上下文明確指出，單數(shù)形式"一個"、"一種"和"該"也旨在包括多個 形式。還應該理解，當在說明書中使用術(shù)語"包括"和/或"包含"時，其指出了所述特征、整 體、步驟、操作、元素和/或組件的存在，但不排除存在或添加一個或多個其他特征、整體、 步驟、操作、元素、組件和/或其群組。類似地，術(shù)語"機箱"和"刀片機箱"應理解為可互換， 可互換的術(shù)語還有"刀片"和"服務器刀片"、"機箱干線"和"干線"以及其上下文應該被理 解為與類似術(shù)語同義的其他術(shù)語。 以下權(quán)利要求書中的所有裝置或步驟加功能元件的相應結(jié)構(gòu)、材料、動作以及等 同物旨在包括用于執(zhí)行與如特別要求保護的其他要求保護的元件組合的功能的任何結(jié)構(gòu)、 材料或動作。已經(jīng)出于示出以及描述的目的示出了本發(fā)明的描述，但是其不旨在窮舉本發(fā) 明或?qū)⒈景l(fā)明限于公開的形式。在不釋放本發(fā)明的范圍和精神的情況下，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言很多修改和變形將變得明顯。為了最好地解釋本發(fā)明的原理和實際應用，并且 為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠針對具有適于所構(gòu)思的特定用途的各種修改的各種實施方 式理解本發(fā)明，選擇并描述了實施方式。 應該進一步指出，如上述示例性實施方式中所描述的、本公開內(nèi)容中所描述的方 法可以通過使用VHDL(VHSIC硬件描述語言)程序和VHDL芯片來實現(xiàn)。VHDL是一種示例 性設計輸入語言，其用于現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)和其他類似的電 子設備。因此，本文描述的任何軟件實現(xiàn)的方法可以由基于硬件的VHDL程序來仿真，繼而 其可以應用于VHDL芯片，諸如FPGA。將VHDL指令應用于VHDL芯片不僅引起VHDL芯片的 物理轉(zhuǎn)變，而且此類VHDL指令應用還可以使得特定加載的VHDL芯片重新耦合(物理上和 /或邏輯上)至計算機系統(tǒng)內(nèi)的其他硬件，因此引起附加的計算機系統(tǒng)的物理轉(zhuǎn)變。
因此，已經(jīng)詳細地并且通過參考其說明性實施方式描述了本申請的發(fā)明，所以在 不釋放所附權(quán)利要求書中限定的本發(fā)明的范圍的情況下，修改和變形也是可能的。
權(quán)利要求
一種用于在刀片中心中的多刀片機箱之間對工作進行負載平衡的計算機實現(xiàn)的方法，所述計算機實現(xiàn)的方法包括經(jīng)由第一機箱中的管理模塊，針對進入所述第一機箱的機箱數(shù)據(jù)流量監(jiān)視網(wǎng)絡入口交換機；經(jīng)由所述第一機箱中的第一刀片上的軟件網(wǎng)絡代理，針對進入所述第一刀片以及從所述第一刀片排出的第一刀片數(shù)據(jù)流量監(jiān)視多個網(wǎng)絡接口卡；以及響應于所述對網(wǎng)絡入口交換機的監(jiān)視以及對第一刀片上的所述多個網(wǎng)絡接口卡的監(jiān)視，而導致確定所述第一刀片和所述第一機箱正被超負荷使用從所述第一機箱停用所述第一刀片，以及啟用第二機箱中的第二刀片。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機實現(xiàn)的方法，進一步包括 將尋址到所述第一刀片的任何未來的數(shù)據(jù)流量重路由到所述第二刀片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機實現(xiàn)的方法，其中通過以下確定所述第一機箱將被超 負荷使用測量所述第一機箱的第一資源使用水平，其中資源使用水平是基于與總共有多少來自 于所述第一機箱中的刀片的硬件資源可用相比總共有多少來自于所述第一機箱中的刀片 的硬件資源正在被使用；測量所述第二機箱的第二資源使用水平，其中所述第二資源使用水平小于所述第一資 源使用水平；計算所述第一資源使用水平與所述第二資源使用水平之間的差，來確定資源使用水平 差；以及如果所述資源使用水平差超過預定義的動作水平，則確定所述第一機箱超負荷使用。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機實現(xiàn)的方法，其中對所述第一機箱已經(jīng)被超負荷使用 的所述確定是通過以下實現(xiàn)的測量第一刀片機箱數(shù)據(jù)流量，其中所述第一刀片機箱數(shù)據(jù)流量是尋址到所述第一刀片 并且通過網(wǎng)絡入口交換機的數(shù)據(jù)流量；測量第一刀片網(wǎng)絡接口卡數(shù)據(jù)流量，其中所述第一刀片網(wǎng)絡接口卡數(shù)據(jù)流量是已經(jīng)由 所述第一刀片處理的并且從所述第一刀片排出的數(shù)據(jù)流量；以及計算所述第一刀片機箱數(shù)據(jù)流量和所述第一刀片網(wǎng)絡接口卡數(shù)據(jù)流量之間的差，其中 預定的大的差指示所述第一機箱中的所述第一刀片中資源的過度使用。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機實現(xiàn)的方法，其中通過確定網(wǎng)絡接口卡上的數(shù)據(jù)流量 超過預定的網(wǎng)絡接口卡數(shù)據(jù)流量水平，而將所述第一刀片識別為將被解耦合的超負荷使用 的刀片。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機實現(xiàn)的方法，進一步包括響應于所述第一刀片被從所述第一機箱解耦合，利用在所述第一刀片被解耦合之前由 所述第一刀片使用的同一操作系統(tǒng)來弓I導所述第二刀片。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機實現(xiàn)的方法，其中所述第一刀片經(jīng)由軟件機箱接口耦 合至所述第一機箱中的第一干線，并且其中所述第一刀片從所述第一機箱的停用是通過禁 用所述軟件機箱接口的軟件來實現(xiàn)的。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機實現(xiàn)的方法，其中所述第一刀片經(jīng)由硬件插口耦合至 所述第一機箱中的第一干線，并且其中所述第一刀片從所述第一機箱的停用是通過由將所 述第一刀片從所述第一機箱中的所述第一干線上物理地拔出的線性硬件機構(gòu)執(zhí)行的。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的計算機實現(xiàn)的方法，其中所述線性硬件機構(gòu)由響應于所述第 一機箱正被超負荷使用的軟件來控制，其中所述線性硬件機構(gòu)使得被拔出的第一刀片超過 所述第一機箱中的其他刀片而從所述第一機箱突出離開，以及其中突出的刀片提供了所述 刀片機箱中的哪個所述刀片已經(jīng)被物理地拔出的可視指示符。
10. —種用于在刀片中心中的多刀片機箱之間對工作進行負載平衡的計算機系統(tǒng)，所 述計算機系統(tǒng)包括用于實現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一方法的裝置。
11. 一種刀片中心，包括 刀片機箱，其中所述刀片機箱包括多個刀片；所述刀片機箱中的管理模塊，用于監(jiān)視所述刀片機箱中的網(wǎng)絡入口交換機，其中所述 網(wǎng)絡入口交換機提供對所述刀片機箱的接口 ，用于進入所述刀片機箱的數(shù)據(jù)流量；所述刀片機箱中特定刀片上的網(wǎng)絡代理，用于針對進入所述特定刀片以及從所述特定 刀片排出的刀片數(shù)據(jù)流量來監(jiān)視多個網(wǎng)絡接口卡；以及線性致動器，用于物理地和機械地將所述特定刀片從所述刀片機箱解耦合，其中響應 于對所述網(wǎng)絡入口交換機的監(jiān)視以及對所述特定刀片上的所述多個網(wǎng)絡接口卡的監(jiān)視而 導致確定所述刀片機箱和所述特定刀片正被超負荷使用，執(zhí)行將所述特定刀片從所述刀片 機箱解耦合。
全文摘要
提供了一種用于在刀片中心內(nèi)的不同刀片機箱之間進行負載平衡的計算機實現(xiàn)的方法、系統(tǒng)和計算機程序產(chǎn)品。針對去往和來自刀片機箱的總數(shù)據(jù)流量監(jiān)視每個刀片機箱。如果該刀片中心內(nèi)的第一刀片機箱負擔過重，則禁止該第一刀片機箱內(nèi)負擔最重的刀片。繼而識別該刀片中心內(nèi)的較少利用的第二刀片機箱，并且指派該第二刀片機箱內(nèi)的負擔最輕的刀片來接管從該第一刀片機箱被禁止的刀片的工作負載。
文檔編號G06F9/50GK101782863SQ201010003180
公開日2010年7月21日 申請日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月14日
發(fā)明者E·R·柯恩, W·G·帕根 申請人:國際商業(yè)機器公司