支持混合异构运行时的云边资源管理调度方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种支持混合异构运行时的云边资源管理调度方法及系统，通过将计算节点划分为若干个计算区域，每个计算区域中使用多个管理节点管理计算节点资源池以增强各个计算区域的资源管理和调度的容错能力，在管理节点中选出领导者节点以统一管理计算区域所有工作节点的状态、管理计算任务以及分配计算任务，在工作节点上根据计算任务按需安装和运行用于完成计算任务的运行时和运行时驱动，并与管理节点交互。与现有技术相比，通过运行时驱动提供与运行时交互的标准接口，能够支持多种异构运行时，支持不同运行时运行的计算任务的混合部署，可扩展性强，实现了稳定、高效的异构运行时云边资源管理和调度。运行时云边资源管理和调度。运行时云边资源管理和调度。

【技术实现步骤摘要】
支持混合异构运行时的云边资源管理调度方法及系统


[0001]本专利技术涉及云计算和边缘计算
，尤其涉及的是一种支持混合异构运行时的云边资源管理调度方法及系统。

技术介绍

[0002]云计算和边缘计算资源一体化供给是数字化发展的主要趋势之一。运行时指计算机程序运行的时候所需要的一切代码库、框架、平台等。运行时实现了单节点计算资源的运行抽象，它是云边资源一体化管理的基础。运行时种类繁多，包括物理进程、轻量虚拟机、容器、编程语言虚拟机和WASM运行时等，它们的安全性、效率和一致性各不相同。
[0003]由于在各个行业推进数字化转型的过程中，不同的应用场景对运行时的要求存在较大的差异，应用的开发技术栈也各不相同。因此，要求云边资源管理系统能够同时在云侧和边缘运行多个异构运行时。
[0004]而现有的云边资源管理系统，往往是以单一类型运行时为出发点设计和实现整个系统。如果想添加新运行时支持，需要改动大量的代码，耗时费力，可扩展性不好；并且实现的多类型运行时支持经常存在较大差异，系统不稳定、容易出故障。
[0005]因此，现有技术有待改进和提高。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种支持混合异构运行时的云边资源管理调度方法及系统，旨在解决现有的云边资源管理系统可扩展性不好、系统不稳定、容易出故障的问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种支持混合异构运行时的云边资源管理调度系统，包括：若干个计算区域，每个计算区域中设有若干管理节点和若干工作节点；所述管理节点上设有管理组件和调度器，所述管理组件用于接收用户提交的计算任务和获取工作节点的状态，所述调度器用于根据调度策略生成计算任务对应的分配规划；所有的所述管理节点被配置为一个领导者节点和若干跟随者节点，所述领导者节点用于管理计算区域内所有工作节点的状态、管理计算任务以及分配计算任务；所述领导者节点与所述跟随者节点之间还设有用于同步计算区域内所有工作节点的状态的同步机制；所述工作节点上设有工作代理，所述工作节点用于运行用于完成所述计算任务的运行时和运行时驱动，并监控运行时的运行状态、向所述管理节点发送执行进度和执行结果，所述运行时驱动用于提供标准化接口以实现所述工作代理与所述运行时之间的交互。
[0008]可选的，所述计算区域的所有工作节点被配置为若干个群组，每个群组包含若干个所述工作节点。
[0009]可选的，所述领导者节点上还设有任务队列和规划队列，所述任务队列用于管理用户提交的计算任务，所述规划队列用于管理计算任务对应的分配规划。
[0010]可选的，所述运行时驱动与所述工作代理之间设有双向通道以支持请求响应式通信和数据流式通信。
[0011]可选的，所述运行时驱动是基于本地网络远程过程调用机制实现的，所述运行时驱动为所述工作节点上的独立进程。
[0012]可选的，所述调度器包括：用于指定所有工作节点运行系统服务的调度器、用于指定所有工作节点运行系统批处理任务的调度器、按照条件选择最佳工作节点运行指定服务的调度器和按照条件选择合适工作节点运行指定批处理任务的调度器。
[0013]本专利技术第二方面提供一种支持混合异构运行时的云边资源管理调度方法，其中，上述方法包括：将云边一体计算资源池划分为若干个计算区域以使得同一个计算区域的计算节点之间为低延迟高速网络；在每个计算区域的计算节点中选出若干个管理节点并将其余计算节点设为工作节点；根据共识协议将所有的所述管理节点划分为一个领导者节点和若干跟随者节点，所述领导者节点用于管理计算区域所有工作节点的状态并同步至所述跟随者节点；获取用户提交的计算任务并将所述计算任务发送至所述领导者节点的任务队列；在所述领导者节点和所述跟随者节点上运行调度器；从所述领导者节点的任务队列中依次取出计算任务并发送至任一所述调度器以根据调度策略生成分配规划，并将所述分配规划发送至所述领导者节点的规划队列；将所述任务队列中的计算任务发送至根据该计算任务对应的分配规划确定的工作节点；根据所述计算任务在所述工作节点上安装并运行用于完成所述计算任务的运行时和运行时驱动，并监控运行状态、向所述管理节点发送执行进度和执行结果；所述运行时驱动用于提供标准化接口以与所述运行时交互，所述运行时驱动运行在完全独立的进程。
[0014]可选的，在所述工作节点上发送心跳信号至所述管理节点以获取工作节点的状态；将所有工作节点的状态改变消息发送至所述领导者节点以获得所述计算区域内所有工作节点的状态；在所述领导者节点与所述跟随者节点之间同步所述计算区域内所有工作节点的状态。
[0015]可选的，所述在所述工作节点上发送心跳信号至所述管理节点以获取工作节点的状态，包括：将所述工作节点划分为若干个群组，所述群组内所有工作节点同时向所述管理节点发送心跳信号。
[0016]可选的，所述工作节点上设有工作代理，还包括：在所述运行时驱动与所述工作代理之间建立双向通道；所述工作代理调用所述运行时驱动提供的标准化接口函数与所述运行时交互。
[0017]由上可见，本专利技术通过将计算节点划分为若干个计算区域，每个计算区域中使用多个管理节点管理计算节点资源池以增强各个计算区域的资源管理和调度的容错能力，在管理节点中选出领导者节点以统一管理计算区域所有工作节点的状态、管理计算任务以及分配计算任务，在工作节点上根据计算任务按需安装和运行用于完成计算任务的运行时和运行时驱动，并与管理节点交互。与现有技术相比，通过运行时驱动提供与运行时交互的标准接口，能够支持多种异构运行时，支持不同运行时运行的计算任务的混合部署，可扩展性强，实现了稳定、高效的异构运行时云边资源管理和调度。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0019]图1为本专利技术实施例提供的云边一体资源池示意图；图2为本专利技术实施例提供的支持混合异构运行时的云边资源管理调度系统架构示意图；图3为图2实施例的任务管理流程示意图；图4为图2实施例的工作节点启动运行时驱动示意图；图5是图2实施例的工作节点的工作代理与运行时驱动的RPC交互示意图；图6是图2实施例中对计算任务的管理操作示意图；图7是本专利技术实施例提供的支持混合异构运行时的云边资源管理调度方法的流程示意图。
具体实施方式
[0020]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况下，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。
[0021]应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.支持混合异构运行时的云边资源管理调度系统，其特征在于，所述系统包括：若干个计算区域，每个计算区域中设有若干管理节点和若干工作节点；所述管理节点上设有管理组件和调度器，所述管理组件用于接收用户提交的计算任务和获取工作节点的状态，所述调度器用于根据调度策略生成计算任务对应的分配规划；所有的所述管理节点被配置为一个领导者节点和若干跟随者节点，所述领导者节点用于管理计算区域内所有工作节点的状态、管理计算任务以及分配计算任务；所述领导者节点与所述跟随者节点之间还设有用于同步计算区域内所有工作节点的状态的同步机制；所述工作节点上设有工作代理，所述工作节点用于运行用于完成所述计算任务的运行时和运行时驱动，并监控运行时的运行状态、向所述管理节点发送执行进度和执行结果，所述运行时驱动用于提供标准化接口以实现所述工作代理与所述运行时之间的交互。2.如权利要求1所述的支持混合异构运行时的云边资源管理调度系统，其特征在于，所述计算区域的所有工作节点被配置为若干个群组，每个群组包含若干个所述工作节点。3.如权利要求1所述的支持混合异构运行时的云边资源管理调度系统，其特征在于，所述领导者节点上还设有任务队列和规划队列，所述任务队列用于管理用户提交的计算任务，所述规划队列用于管理计算任务对应的分配规划。4.如权利要求1所述的支持混合异构运行时的云边资源管理调度系统，其特征在于，所述运行时驱动与所述工作代理之间设有双向通道以支持请求响应式通信和数据流式通信。5.如权利要求4所述的支持混合异构运行时的云边资源管理调度系统，其特征在于，所述运行时驱动是基于本地网络远程过程调用机制实现的，所述运行时驱动为所述工作节点上的独立进程。6.如权利要求1所述的支持混合异构运行时的云边资源管理调度系统，其特征在于，所述调度器包括：用于指定所有工作节点运行系统服务的调度器、用于指定所有工作节点运行系统批处理任务的调度器、按照条件选择最佳工作节点运行指定服务的调度器和按照条件选择合适工作节点运行指定批处理任务的调度器。7.支持混合异构运行时...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳泉波，许骏，陈浩，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：