用于任务调度、资源发放和服务提供的SDN控制器、系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于进行任务调度和/或资源发放和/或服务提供的软件定义网络(software defined network，SDN)控制器200。所述SDN控制器200包括接收单元201，用于接收调度至少一个任务和/或发放至少一个资源和/或提供至少一个服务的请求。所述SDN控制器200还包括处理单元202，用于基于所述接收单元201接收的所述请求以及所接收的请求中定义的显式约束和/或所接收的请求施加的隐式约束，来调度至少一个任务和/或发放至少一个资源和/或提供至少一个服务。

SDN Controller, System and Method for Task Scheduling, Resource Delivery and Service Provision

The invention provides a software defined network (SDN) controller 200 for task scheduling and/or resource issuance and/or service provision. The SDN controller 200 includes a receiving unit 201 for receiving and dispatching at least one task and/or issuing at least one resource and/or providing at least one service request. The SDN controller 200 also includes a processing unit 202 for scheduling at least one task and/or dispatching at least one resource and/or providing at least one service based on the request received by the receiving unit 201 and the explicit constraints defined in the received request and/or the implicit constraints imposed on the received request.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于任务调度、资源发放和服务提供的SDN控制器、系统和方法
本专利技术涉及任务调度、资源发放和服务提供领域，尤其涉及一种SDN控制器及其方法。具体而言，本专利技术提供了一种用于任务调度、资源发放和服务提供的计算系统和方法，其中，计算系统包括SDN控制器以及至少一个代理。
技术介绍
SDN是一种通过将数据面从控制面解耦来改进通信网络的方法。因此，控制面功能通常由传统SDN控制器提供，而数据面功能通常由交换机等网元提供。通过从网元收集信息，传统SDN控制器能够详细了解数据中心的网络拓扑、网络流量和服务，并且能够提供并控制数据中心的重要网络功能和服务。具体而言，SDN控制器能够提供并配置服务，例如网络服务(例如发放和/或配置网络设备、交换机、路由器、网络服务器或邮件服务器、负载均衡、防火墙服务、包检测、网络监控、空闲资源管理或带宽配置)。对于操作数据中心等而言必不可少的其它技术是任务调度和资源发放。任务调度指定了一种将计算任务分配给处理计算任务的资源的方法。计算任务可以是例如待由处理器计算的基本计算元素，如线程、过程或数据流。关于资源发放，调度计算任务会涉及准备本地或分布式资源，以便为用户提供服务，例如，在分布至数据中心中的计算节点集群的虚拟环境中设置虚拟机(virtualmachine，VM)，或对分布式计算集群进行计算。容器也可使用本文结合VM描述的所有功能。容器提供了一种处理单个计算节点上的独立计算的方式。资源可以是硬件资源，例如中央处理器(centralprocessingunit，CPU)、系统内存(RAM、ROM)、系统存储器(硬盘驱动器、闪存、数据库、物理或虚拟存储介质)、图形处理器(graphicsprocessingunit，GPU)、输入输出(inputandoutput，IO)设备、网络设备(用于接入和使用物理或虚拟网络的设备，例如LAN或WAN)、加密模块(例如可信平台模块(TrustedPlatformModule，TPM))、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，DSP)、现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，FPGA)、协同处理器、网络包处理加速器(例如采用算法的处理单元，在数据或信息在网络组件间移动时，数据或信息包使用这些算法)或扩展卡。当然，这些资源也可以虚拟化，并且例如也可以为一个或多个VM的一部分。此外，资源可以由单个计算单元提供，以及由位于同一数据中心或者分布于通过计算机网络连接的两个或更多数据中心的多个计算单元提供。数据中心能够提供CPU系统架构的处理单元，例如X86、ARM、PowerPC或SPARC。还可以提供虚拟化方法以支持将计算操作从物理硬件资源解耦。在现有技术中，调度任务、发放资源或提供服务具体而言可以包括：管理计算节点上或数据中心中的系统或软件更新；拍摄或恢复VM的快照，以便处理VM的迁移；管理计算节点、VM或数据中心的操作状态(例如开启、关闭、暂停、恢复)；管理空闲资源；以及将上文所定义的服务部署到一组节点。在处理调度和/或资源发放请求时，为了确定如何调度任务或发放资源，传统任务调度和资源发放系统从数据中心收集任务信息(例如任务的运行时信息)和资源信息(例如与资源的当前工作负载相关的信息)，并评估所收集的信息。然而，现有任务调度器仅能考虑任务和资源的显式要求，例如，当应处理调度和/或资源发放请求时，所需的CPU能力或内存量。不可能检测到调度和/或资源发放请求的隐式要求。虽然传统SDN控制器在数据中心中有很大相关性，并且提供了对数据中心的操作来说必不可少的功能，但是其并未提供基于所收集的任务信息和资源信息进行任务调度和资源发放的功能。由于传统SDN控制器并未提供收集和评估任务信息和资源信息的方法，所以传统SDN控制器无法基于所收集并评估的任务信息和资源信息来提供和配置服务。此外，传统SDN控制器不支持检测网络服务提供请求的隐式要求。图1示出了用于在基于SDN的传统数据中心106中进行任务调度和资源发放的传统系统100的图解。在传统系统100中，传统任务调度器和/或资源发放器102接收调度任务和/或发放资源的请求101。传统任务调度器和/或资源发放器102从基于SDN的传统数据中心106中的计算节点107收集任务信息和资源信息，并将所收集的信息存储在数据库104中。为了处理请求101，传统任务调度器和/或资源发放器102可以评估数据库104中存储的任务信息和资源信息。在传统系统100中，传统SDN控制器103从基于SDN的传统数据中心106中的网元108收集与服务(例如网络服务)有关的信息，并将所收集的信息存储在独立数据库105中。为了处理服务提供请求，传统SDN控制器103可以评估独立数据库105中存储的信息。虽然传统SDN控制器103能够与传统任务调度器和/或资源发放器102通信，但是传统SDN控制器103无法基于数据库104中存储的任务信息和资源信息来调度任务和/或提供资源。因此，为了支持基于SDN的传统数据中心106中的任务调度和资源发放，需要独立的组件(即，传统任务调度器和/或资源发放器102和传统SDN控制器103，以及两个数据库104、105)。这导致在基于SDN的传统数据中心106中使用大量组件，并且导致所涉及组件之间的通信开销增加，从而使操作成本和请求处理时间增加。以下论文中探讨了其它现有技术方法：ManiPrashanthVarmaManthena等人在“网络即服务的基于SDN的架构(AnSDN-basedArchitectureforNetwork-as-a-Service)”(2015年第一届IEEE网络软件化会议(IEEENetSoft2015)论文集，英国伦敦，1-5页)中描述了一种基于SDN的方法来支持抽象网络即服务(Network-as-a-Service，NaaS)模型。NaaS是一种基于云的服务模型，提供按需网络连接以及网络设备发放和管理。M.Schwarzkopf等人在“Omega：用于大型计算集群的灵活可扩展调度器(Omega：Flexible，ScalableSchedulersforlargeComputeClusters)”(2013年第八届ACM欧洲计算机系统会议(EuroSys′13)论文集，ACM，美国纽约，351-364页)中描述了一种新型调度器架构，其使用共享状态和无锁乐观并发控制，以改进调度器对计算集群的访问。然而，这些其它现有方法仍未解决上述问题。
技术实现思路
鉴于上文提到的传统方法的问题，本专利技术旨在改进现有技术。具体地，本专利技术的目的是改进基于SDN的环境中的任务调度、资源发放和服务提供。为此，应提供一种SDN控制器，其支持基于收集的任务和/或资源信息来调度任务和/或发放资源。具体而言，所述SDN控制器应基于所述收集的任务信息和/或资源信息来提供并配置服务(例如网络服务)。更具体地，所述SDN控制器应能够检测任务调度和/或资源发放和/或网络服务提供请求的隐式要求。本专利技术的上述目的通过所附独立权利要求中提供的方案实现。本专利技术的有利实施方式在各个从属权利要求中进一步定义。具体而言，提供了根据独立权利要求的一种用于进行任务调度、资源发放和服务本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于进行任务调度和/或资源发放和/或服务提供的软件定义网络(software defined network，SDN)控制器(200)，其特征在于，包括：‑接收单元(201)，用于接收调度至少一个任务和/或发放至少一个资源和/或提供至少一个服务的请求；以及‑处理单元(202)，用于基于所述接收单元(201)接收的所述请求以及所接收的请求中定义的显式约束和/或所接收的请求施加的隐式约束，来调度至少一个任务和/或发放至少一个资源和/或提供至少一个服务。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.14 EP 16179575.21.一种用于进行任务调度和/或资源发放和/或服务提供的软件定义网络(softwaredefinednetwork，SDN)控制器(200)，其特征在于，包括：-接收单元(201)，用于接收调度至少一个任务和/或发放至少一个资源和/或提供至少一个服务的请求；以及-处理单元(202)，用于基于所述接收单元(201)接收的所述请求以及所接收的请求中定义的显式约束和/或所接收的请求施加的隐式约束，来调度至少一个任务和/或发放至少一个资源和/或提供至少一个服务。2.根据权利要求1所述的SDN控制器(200)，其特征在于，还包括：-数据库(303)，用于存储任务信息和/或资源信息和/或服务信息；-查询创建单元(304)，用于提取所接收的请求中定义的所述显式约束，和/或推导所接收的请求施加的所述隐式约束，所述查询创建单元(304)还用于基于所述显式约束和/或所述隐式约束来生成查询；以及-约束求解单元(305)，用于基于所述数据库(303)中的所述任务信息和/或所述资源信息和/或所述服务信息求解所述生成的查询中的约束，所述约束求解单元(305)还用于基于所述生成的查询和/或所述任务信息和/或所述资源信息和/或所述服务信息来确定可用于执行所接收的请求的任务调度和/或一组资源和/或服务配置；其中，所述处理单元(202)还可以用于基于所述确定的任务调度和/或所述确定的一组资源和/或所述确定的服务配置，以及所述接收单元(201)接收的所述请求，来调度所述至少一个任务，和/或发放所述至少一个资源，和/或提供所述至少一个服务。3.根据权利要求2所述的SDN控制器(200)，其特征在于，所述数据库(303)还用于存储至少一个预建查询，所述查询创建单元(304)还用于基于所接收的请求从所述数据库(303)中提取至少一个预建查询以生成所述查询。4.根据权利要求2或3所述的SDN控制器(200)，其特征在于，所述查询创建单元(304)还用于，在没有预建查询与所接收的请求对应时，将至少一个与所接收的请求对应的查询存储在所述数据库(303)中。5.根据权利要求2至4中的任一项所述的SDN控制器(200)，其特征在于，所述数据库(303)还用于存储至少一个预建任务调度和/或至少一组预建资源和/或至少一个预建服务配置，所述约束求解单元(305)还用于基于所接收的请求从所述数据库(303)中提取至少一个预建任务调度和/或至少一组预建资源和/或至少一个预建服务配置，以调度所述至少一个任务和/或发放所述至少一个资源和/或提供所述至少一个服务。6.根据权利要求2至5中的任一项所述的SDN控制器(200)，其特征在于，所述约束求解单元(305)还用于，在没有预建任务调度和/或一组预建资源和/或预建服务配置与所接收的请求对应时，将与所接收的请求对应的至少一个预建任务调度和/或至少一组资源和/或至少一个预建服务配置存储在所述数据库(303)中。...

【专利技术属性】
技术研发人员：普拉迪普·贾卡迪许，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44