專利名稱：一種機群的同步接收架構(gòu)及其設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機群內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種機群的同步接收架構(gòu)及其設(shè)計方法。
背景技術(shù)：
單一數(shù)據(jù)映像是指從對機群系統(tǒng)的使用來看，整個機群系統(tǒng)就是一個整體，它包括單元登錄點，單一控制點，單一文件系統(tǒng)等。機群的單一數(shù)據(jù)映像一直是機群研究的重點，現(xiàn)有的機群數(shù)據(jù)的單一映像大部分是通過NFS文件系統(tǒng)來解決的。這種單一的數(shù)據(jù)映像只能面向靜態(tài)的文件數(shù)據(jù)，可現(xiàn)在的系統(tǒng)應(yīng)用所涉及的數(shù)據(jù)操作越來越多是基于網(wǎng)絡(luò)進行。怎么把網(wǎng)絡(luò)上來的數(shù)據(jù)流通過單一系統(tǒng)映像點實現(xiàn)機群的數(shù)據(jù)接收透明，是本發(fā)明的主要應(yīng)用背景。
在某些應(yīng)用領(lǐng)域中，機群內(nèi)部多個節(jié)點上需要獲得某些數(shù)據(jù)的單一映象，而數(shù)據(jù)是通過網(wǎng)絡(luò)來源于機群外部的，網(wǎng)絡(luò)本身的延遲和不穩(wěn)定將從很大程度上影響這些數(shù)據(jù)的一致性。同時，數(shù)據(jù)連續(xù)變化，應(yīng)用對數(shù)據(jù)的實時性要求比較高，需要對獲取的實時數(shù)據(jù)以特定周期進行計算處理，處理的結(jié)果要求同時發(fā)布。而且系統(tǒng)要求具有很高的可靠性。
如何充分利用機群自身特點，處理此類實時連續(xù)的高可靠性計算問題，是本發(fā)明的應(yīng)用技術(shù)背景。保證計算的可靠性就要求系統(tǒng)數(shù)據(jù)接收的正確性，我們在設(shè)計系統(tǒng)的數(shù)據(jù)透明接收時，采取對機群內(nèi)部多個節(jié)點進行組播的方式對接收的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，由于網(wǎng)絡(luò)延遲、節(jié)點負載等問題，組播可能造成數(shù)據(jù)不同步，我們發(fā)明了用一臺同步節(jié)點來實現(xiàn)多個節(jié)點上數(shù)據(jù)的實時同步，從而保證計算一致性、正確性的設(shè)計方法。

發(fā)明內(nèi)容
通過一個機群的同步架構(gòu)設(shè)計，可以通過單一的機群映像點，來實現(xiàn)把外界的數(shù)據(jù)輸入流，同步到各個計算節(jié)點上。同時，設(shè)置專用的同步節(jié)點來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的恢復(fù)性同步，已達到更好的同步效果。保證數(shù)據(jù)能夠在可計算范圍內(nèi)數(shù)據(jù)接收透明。
本發(fā)明的一種機群的同步接收架構(gòu)及其設(shè)計方法，包括以下內(nèi)容從結(jié)構(gòu)上分為數(shù)據(jù)傳輸層，數(shù)據(jù)處理層，系統(tǒng)管理層。數(shù)據(jù)傳輸層負責(zé)把從外界網(wǎng)絡(luò)發(fā)送過來的實時數(shù)據(jù)進行廣播，把數(shù)據(jù)由單一系統(tǒng)映像點多播到指定的多個接收計算節(jié)點上。同時，同步節(jié)點也負責(zé)實時的接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理層負責(zé)系統(tǒng)的計算數(shù)據(jù)處理，根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸層接收到的數(shù)據(jù)進行計算，并把計算結(jié)構(gòu)發(fā)送給系統(tǒng)管理層。系統(tǒng)管理層負責(zé)對數(shù)據(jù)同步節(jié)點和計算節(jié)點的管理。包括同步時間間隔的設(shè)定，各個節(jié)點管理，各個節(jié)點的狀態(tài)監(jiān)控等。
系統(tǒng)主要有同步節(jié)點和計算節(jié)點組成同步節(jié)點(裝置)同步節(jié)點(裝置)只負責(zé)數(shù)據(jù)的同步接收，不參加機群的計算。這樣能夠很好的保證同步節(jié)點接收的數(shù)據(jù)延遲最少。數(shù)據(jù)最具有權(quán)威性。
計算節(jié)點計算節(jié)點根據(jù)系統(tǒng)的要求，對獲取的數(shù)據(jù)進行計算，在實時的計算過程中，多個節(jié)點的接收數(shù)據(jù)可能存在著不同步問題，可以在根據(jù)系統(tǒng)的應(yīng)用背景，按照一定的時間間隔對從同步節(jié)點上對各個計算節(jié)點進行同步。
機群的架構(gòu)由多個節(jié)點組成，至少包括三個計算節(jié)點。
機群的單個節(jié)點能夠完成用戶所需計算要求。
機群架構(gòu)的系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)可以通過多播網(wǎng)絡(luò)獲得。
機群中有專用的同步節(jié)點負責(zé)數(shù)據(jù)的接收同步。
機群的應(yīng)用是對應(yīng)于實時連續(xù)的數(shù)據(jù)計算，對系統(tǒng)的連續(xù)計算的可靠性要求很高。


圖1是一種機群的同步接收架構(gòu)的圖例說明示意圖。
圖2是本發(fā)明的同步裝置狀態(tài)轉(zhuǎn)換流程圖。
圖3是本發(fā)明的機群的同步接收架構(gòu)圖。
具體實施例方式
圖1的機群的同步接收架構(gòu)圖例說明。底層的數(shù)據(jù)傳輸層主要是指機群內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)從外界接收系統(tǒng)計算數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的計算節(jié)點為機群的主要功能節(jié)點，可以根據(jù)用戶需求設(shè)置計算節(jié)點的多少。系統(tǒng)管理層為系統(tǒng)的對外服務(wù)單一映像點。負責(zé)系統(tǒng)對為數(shù)據(jù)發(fā)送。
利用多播協(xié)議，把從網(wǎng)絡(luò)傳送過來的數(shù)據(jù)進行多播。根據(jù)系統(tǒng)的各個節(jié)點的設(shè)定，把從網(wǎng)絡(luò)上實時傳送過來的數(shù)據(jù)流，多播到指定的多播組中，其中，同步節(jié)點也必須在這個多播組中。計算節(jié)點實時的按照系統(tǒng)需求進行數(shù)據(jù)計算，再按照系統(tǒng)設(shè)定時間安排同步節(jié)點對系統(tǒng)中計算節(jié)點的數(shù)據(jù)進行同步。保證計算結(jié)果的準確性。
圖2的同步裝置流程過程，其步驟如下步驟1同步裝置啟動，并進行初始化，然后進入準備狀態(tài)；數(shù)據(jù)傳輸層把從外界網(wǎng)絡(luò)發(fā)送過來的實時數(shù)據(jù)進行廣播，把數(shù)據(jù)由單一系統(tǒng)映像點多播到指定的多個接收計算節(jié)點上，同時，同步節(jié)點也負責(zé)實時的接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)；步驟2在準備狀態(tài)收到運行消息以后，設(shè)置數(shù)據(jù)接收定時器，然后進入數(shù)據(jù)接收狀態(tài)；數(shù)據(jù)處理層把從數(shù)據(jù)傳輸層接收過來的的計算數(shù)據(jù)進行處理，根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸層接收到的數(shù)據(jù)進行計算，并把計算結(jié)構(gòu)發(fā)送給系統(tǒng)管理層；步驟3在數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，如果收到數(shù)據(jù)接收定時器的超時消息，則進行錯誤處理，然后返回數(shù)據(jù)接收狀態(tài)；系統(tǒng)管理層把從數(shù)據(jù)處理層接收到的數(shù)據(jù)進行選舉，然后發(fā)送給用戶，同時，對數(shù)據(jù)同步節(jié)點和計算節(jié)點進行管理，包括同步時間間隔的設(shè)定，各個節(jié)點管理，各個節(jié)點的狀態(tài)監(jiān)控等；步驟4在數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，如果收到實時的數(shù)據(jù)，則更新內(nèi)存數(shù)據(jù)表，然后返回數(shù)據(jù)接收狀態(tài)；步驟5在行情接收狀態(tài)，如果收到數(shù)據(jù)更新的請求，則將內(nèi)存行情表的內(nèi)容發(fā)送給計算裝置，然后返回行情接收狀態(tài)。
圖3的機群的同步接收架構(gòu)，包括同步接收裝置同步接收數(shù)據(jù)，保證多個計算節(jié)點的數(shù)據(jù)接收能夠得到同步的處理數(shù)據(jù)，條件是數(shù)據(jù)通過多播來自于網(wǎng)絡(luò)；同步裝置同步裝置只負責(zé)數(shù)據(jù)的同步接收，不參加機群的計算，這樣能夠很好的保證同步節(jié)點接收的數(shù)據(jù)延遲最少，數(shù)據(jù)最具有權(quán)威性；并行同步處理裝置多節(jié)點同時處理網(wǎng)絡(luò)的同步數(shù)據(jù)，并根據(jù)所需計算公式，計算出所需結(jié)果，在實時的計算過程中，多個節(jié)點的接收數(shù)據(jù)可能存在著不同步問題，可以再根據(jù)系統(tǒng)的應(yīng)用背景，按照一定的時間間隔從同步節(jié)點上對各個計算節(jié)點的數(shù)據(jù)進行同步；系統(tǒng)管理裝置處理數(shù)據(jù)的同步接收定義，管理并行同步處理裝置的同步，以及數(shù)據(jù)的發(fā)布，處理共識等計算出來的結(jié)果的處理；其中，同步接收裝置連接于同步裝置，同步裝置連接于并行同步處理裝置，并行同步處理裝置連接于系統(tǒng)管理裝置。
權(quán)利要求
1.一種機群的同步接收架構(gòu)，包括同步接收裝置同步接收數(shù)據(jù)，保證多個計算節(jié)點的數(shù)據(jù)接收能夠得到同步的處理數(shù)據(jù)，條件是數(shù)據(jù)通過多播來自于網(wǎng)絡(luò)；同步裝置同步裝置只負責(zé)數(shù)據(jù)的同步接收，不參加機群的計算，這樣能夠很好的保證同步節(jié)點接收的數(shù)據(jù)延遲最少，數(shù)據(jù)最具有權(quán)威性；并行同步處理裝置多節(jié)點同時處理網(wǎng)絡(luò)的同步數(shù)據(jù)，并根據(jù)所需計算公式，計算出所需結(jié)果，在實時的計算過程中，多個節(jié)點的接收數(shù)據(jù)可能存在著不同步問題，可以再根據(jù)系統(tǒng)的應(yīng)用背景，按照一定的時間間隔從同步節(jié)點上對各個計算節(jié)點的數(shù)據(jù)進行同步；系統(tǒng)管理裝置處理數(shù)據(jù)的同步接收定義，管理并行同步處理裝置的同步，以及數(shù)據(jù)的發(fā)布，處理共識等計算出來的結(jié)果的處理；其中，同步接收裝置連接于同步裝置，同步裝置連接于并行同步處理裝置，并行同步處理裝置連接于系統(tǒng)管理裝置。
2.按權(quán)利要求1所述的機群的同步接收架構(gòu)，其特征在于機群的架構(gòu)由多個節(jié)點組成，至少包括三個計算節(jié)點。
3.按權(quán)利要求1所述的機群的同步接收架構(gòu)，其特征在于機群的單個節(jié)點能夠完成用戶所需計算要求。
4.按照權(quán)利要求1所述的機群的同步接收架構(gòu)，其特征在于機群架構(gòu)的系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)可以通過多播網(wǎng)絡(luò)獲得。
5.按照權(quán)利要求1所述機群的同步接收架構(gòu)，其特征在于機群中有專用的同步節(jié)點負責(zé)數(shù)據(jù)的接收同步。
6.按照權(quán)利要求1所述機群的同步接收架構(gòu)，其特征在于機群的應(yīng)用是對應(yīng)于實時連續(xù)的數(shù)據(jù)計算，對系統(tǒng)的連續(xù)計算的可靠性要求很高。
7.一種機群的同步接收架構(gòu)設(shè)計方法，其步驟如下步驟1同步裝置啟動，并進行初始化，然后進入準備狀態(tài)；數(shù)據(jù)傳輸層把從外界網(wǎng)絡(luò)發(fā)送過來的實時數(shù)據(jù)進行廣播，把數(shù)據(jù)由單一系統(tǒng)映像點多播到指定的多個接收計算節(jié)點上，同時，同步節(jié)點也負責(zé)實時的接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)；步驟2在準備狀態(tài)收到運行消息以后，設(shè)置數(shù)據(jù)接收定時器，然后進入數(shù)據(jù)接收狀態(tài)；數(shù)據(jù)處理層把從數(shù)據(jù)傳輸層接收過來的的計算數(shù)據(jù)進行處理，根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸層接收到的數(shù)據(jù)進行計算，并把計算結(jié)構(gòu)發(fā)送給系統(tǒng)管理層；步驟3在數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，如果收到數(shù)據(jù)接收定時器的超時消息，則進行錯誤處理，然后返回數(shù)據(jù)接收狀態(tài)；系統(tǒng)管理層把從數(shù)據(jù)處理層接收到的數(shù)據(jù)進行選舉，然后發(fā)送給用戶，同時，對數(shù)據(jù)同步節(jié)點和計算節(jié)點進行管理，包括同步時間間隔的設(shè)定，各個節(jié)點管理，各個節(jié)點的狀態(tài)監(jiān)控；步驟4在數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，如果收到實時的數(shù)據(jù)，則更新內(nèi)存數(shù)據(jù)表，然后返回數(shù)據(jù)接收狀態(tài)；步驟5在行情接收狀態(tài)，如果收到數(shù)據(jù)更新的請求，則將內(nèi)存行情表的內(nèi)容發(fā)送給計算裝置，然后返回行情接收狀態(tài)。
全文摘要
一種機群的同步接收架構(gòu)及其設(shè)計方法，架構(gòu)包括同步接收裝置，同步接收數(shù)據(jù)；同步裝置，同步裝置只負責(zé)數(shù)據(jù)的同步接收，不參加機群的計算；并行同步處理裝置，多節(jié)點同時處理網(wǎng)絡(luò)的同步數(shù)據(jù)；系統(tǒng)管理裝置，處理數(shù)據(jù)的同步接收定義，管理并行同步處理裝置的同步，各個節(jié)點的監(jiān)控。包括數(shù)據(jù)的發(fā)布，處理共識等計算出來的結(jié)果的處理。方法包括同步裝置啟動；準備狀態(tài)收到運行消息；數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，收到數(shù)據(jù)接收定時器的超時消息；數(shù)據(jù)接收狀態(tài)，收到實時的數(shù)據(jù)；行情接收狀態(tài)，收到數(shù)據(jù)更新的請求。利用此方法設(shè)計的機群系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)的接收可靠，計算穩(wěn)定的特點，可靠性能高。
文檔編號H04L29/06GK1658616SQ20051005594
公開日2005年8月24日 申請日期2005年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月22日
發(fā)明者徐志偉, 王海軍, 蔡季萍, 李偉 申請人:中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所