CN101156138B - 在数据处理环境中根据请求访问多个资源的方法和系统 - Google Patents

在数据处理环境中根据请求访问多个资源的方法和系统 Download PDF

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Abstract

一种用于在请求式环境中高效处理资源分配请求的技术。当用户登录到资源分配请求管理器之中时，所输入的资源需求被立刻发送到远程资源管理器，以允许向正输入资源需求的用户的实时反馈。因此用户可以基于此反馈重新配置或另外修改资源请求，以优化整个资源分配请求。此技术还允许提供诸如计算机托管服务的服务的组织在新的资源请求将超出与客户预先概括的服务级协定的情况下预先重新分配资源，从而改进在数据中心环境中的资源规划。此外，对于超出服务级协定的新的资源请求的动态反馈可以被用于开发解决唯一资源状况的新的服务级协定或临时服务供给。

Description

在数据处理环境中根据请求访问多个资源的方法和系统
技术领域
本发明涉及在数据处理系统中的资源管理，并具体而言涉及当生成针对远程资源满足的综合资源请求时对资源可用性的实时分析。
背景技术
在当前的高度竞争性的全球化经济气候下，许多公司正在寻求将某些操作外包(outsource)给其它公司和/或国家，从而控制成本。需要这种外包的用户/客户必须与供应方(外包方)一起工作以便定义和管理要外包的工作。
网格是使得软件应用能够集成由多种组织在广泛分布的位置进行管理的计算和信息资源、显示器、和工具的环境。网格计算全部关于共享位于基于不同体系结构的不同地方并属于不同管理域的资源。计算机网格创建了能够运行研究者和公司当前所需要的要求最高的科学和工程应用的强大的计算资源池。
上述外包环境正在演化为包括网格计算模型，其中用户请求将远程资源进行动态分配。不过，当前的技术通常需要提前很久进行保留，例如数天到数周。在这些情形中，在客户和供应方(外包方)之间可以存在维护级服务协定，从而客户将仅访问某些资源，以均衡超载情形，诸如本地客户资源被过度使用并且额外工作必须被推离本地的时段。不过，当前的服务级协定(SLA)典型是非常静态的。为了使供应方充分地计划和设计资源集合，例如防火墙、网络分区等，客户请求特定资源组并且不会得到对不匹配该类型或甚至某种服务等级(诸如安全性)的任意资源的访问。客户不会访问位于供应方防火墙之后的“开放环境”。此外，在这种环境中的资源请求通常是对需求(硬件、软件、网络等)的非常复杂的描述，必 须在做出关于可用资源池、定价和分配这些资源的时间的任何决定之前对所述描述的整体进行解析。在这种类型的请求式环境中，通过动态资源请求系统更高效地处理资源分配请求将是理想的，在所述动态资源请求系统中SLA可以变得更加通用化，并且更多资源选项可以变得可用。
发明内容
本发明提供了一种用于在请求式或实时环境中高效处理资源分配请求的方法、系统和程序产品。实现这种高效不仅通过由远程资源管理器解析资源请求的各层级，此外还通过由所述远程资源管理器在请求被用户/请求者输入之时接收请求。当用户登录到资源分配请求管理器之中时，所输入的各种资源需求被立刻发送到远程资源管理器，以允许向正输入资源需求的用户的动态反馈，所述反馈关于与所请求的资源或插件(plug-in)单元有关的任何问题或有关事务，诸如不具有可用性。因此用户可以基于此反馈重新配置或另外修改各种资源请求，以优化整个资源分配请求。此技术还允许提供服务(诸如计算机托管服务)的组织在新的资源请求将超出与客户预先概括的服务级协定的情况下预先重新分配资源，从而改进在数据中心环境中的资源规划。此外，对于超出SLA的新的资源请求的动态反馈可以被用于开发解决唯一资源状况的新的SLA或临时服务供给。
为实现上述内容，提供了原子资源模型的分层描述，通过其可以生成资源请求。提供了一种离散信号系统，其响应于用户与系统的交互而生成到远程资源管理器的资源请求。向远程资源管理器提供插件来处理动态的、部分构建的请求。如果用户删除或回收一个字段，则信号被动态发送到远程资源管理器以回收资源。
附图说明
现在将仅通过示例并参考附图描述本发明的优选实施例，在附图中：
图1是示出根据本发明优选实施例的分布式数据处理系统的图。
图2是根据本发明优选实施例的服务器的示例性框图。
图3是根据本发明优选实施例的客户端的示例性框图。
图4是资源请求和满足系统的示例性整体体系结构。
图5是在用户/客户端设备上运行的资源请求者应用和在服务器上运行的远程资源管理器之间的示例性消息互换。
图6是示例性的分层资源模型。
具体实施方式
现在参考附图，图1描述了其中可实现本发明优选实施例的数据处理系统的网络的图示。网络数据处理系统100是可实现本发明优选实施例的计算机的网格网络。网络数据处理系统100包含网络102，其是用于提供网络数据处理系统100内连接在一起的各种设备和计算机之间的通信链路的媒体。网络102可包括连接，诸如有线、无线通信链路、或者光缆。
在所描述示例中，服务器104与存储单元106均连接于网络102。此外，客户端108、110和112连接于网络102。这些客户端108、110和112可以是例如个人计算机或网络计算机。在所描述示例中，服务器104提供资源(诸如操作系统镜像、应用或对硬件资源的访问)给客户端108-112。客户端108、110和112是服务器104的客户端。网络数据处理系统100可包括额外的服务器、客户端和其它未示出的设备。在所描述示例中，网络数据处理系统100是具有网络102的因特网，其表示世界范围内使用传输控制协议/因特网协议(TCP/IP)的协议组彼此通信的网络和网关的集合。在因特网的核心是主节点或主机计算机之间的高速数据通信线路的主干，其由对数据和消息进行路由的数千个商业、政府、教育和其它计算机系统组成。当然，网络数据处理系统100还可被实现为多种不同类型的网络，例如，内联网、局域网(LAN)或广域网(WAN)。图1是为了作为示例，而并未作为对本发明在体系结构上的限制。
参考图2，根据本发明优选实施例描述了可被实现为服务器(诸如图1中的服务器104)的数据处理系统的框图。数据处理系统200可以是包括连接到系统总线206的多个处理器202和204的对称多处理器(SMP)系 统。可替代地，可以使用单处理器系统。同样连接到系统总线206的是存储器控制器/高速缓存208，其提供到本地存储器209的接口。I/O总线桥210连接到系统总线206，并且提供到I/O总线212的接口。存储器控制器/高速缓存208和I/O总线桥210可以如所示被集成。
连接到I/O总线212的外围组件互连(PCI)总线桥214提供到PCI本地总线216的接口。多个调制解调器可以连接到PCI本地总线216。典型的PCI总线实现将支持四个PCI扩展槽或内插连接器。可通过连接到PCI本地总线216的调制解调器218和网络适配器220提供通过内插板到图1中的客户端108-112的通信链路。
额外的PCI总线桥222和224提供用于额外的PCI本地总线226和228的接口，通过其可以支持额外的调制解调器或网络适配器。以此方式，数据处理系统200允许到多个网络计算机的连接。存储器映像式图形适配器230和硬盘232也可以如所示被直接或间接连接到I/O总线212。
本领域普通技术人员将理解，图2中描述的硬件可以变化。例如，除了所描述的硬件外或者作为所描述硬件的替代，还可以使用其它外围设备，诸如光盘驱动器等。所描述的示例不意味着对本发明在体系结构上的限制。
例如，图2中描述的数据处理系统可以是作为纽约Armonk的国际商业机器公司的产品的IBM(R)eServer(TM)pSeries(TM)系统，其运行高级交互执行(AIX)操作系统或LINUX(TM)操作系统。
现在参考图3，描述了示出可实现本发明的数据处理系统的框图。数据处理系统300是客户端计算机的示例。数据处理系统300使用外围组件互连(PCI)本地总线体系结构。尽管所描述的示例使用PCI总线，但是也可以使用诸如加速图形端口(AGP)和工业标准体系结构(ISA)的其它总线体系结构。处理器302和主存储器304通过PCI桥308连接到PCI本地总线306。PCI桥308还可以包括用于处理器302的高速缓冲存储器和集成存储器控制器。通过直接组件互连或通过内插板可以实现到PCI本地总线306的额外连接。在所描述的示例中，局域网(LAN)适配器310、SCSI主机总线适配器312和扩展总线接口314通过直接组件连接被连接到 PCI本地总线306。相反，音频适配器316、图形适配器318和音频/视频适配器319通过插入到扩展槽中的内插板连接到PCI本地总线306。扩展总线接口314提供了用于键盘与鼠标适配器320、调制解调器322和额外的存储器324的连接。小型计算机系统接口(SCSI)主机总线适配器312提供用于硬盘驱动器326、磁带驱动器328和CD-ROM驱动器330的连接。典型的PCI本地总线实现将支持三个或四个PCI扩展槽或内插连接器。
操作系统运行在处理器302上，并且被用来协调和提供对图3中的数据处理系统300内各种组件的控制。操作系统可以是可购买到的操作系统，诸如可从Microsoft(R)公司购买到的Windows XP(TM)。面向对象编程系统(诸如Java)可以和操作系统一道运行，并且提供从数据处理系统300上运行的Java(TM)程序或应用对操作系统的调用。“Java”是SunMicrosystems公司的商标。用于操作系统、面向对象操作系统和应用或程序的指令位于存储设备(诸如硬盘驱动器326)中，并且可以被装入主存储器304中以由处理器302执行。
本领域普通技术人员将理解，图3中的硬件可以根据实现而变化。除了图3中所描述的硬件外或者作为所描述硬件的替代，可以使用其它内部硬件或外围设备，诸如闪速只读存储器(ROM)、等效非易失性存储器或光盘驱动器等。此外，本发明的过程可被应用于多处理器数据处理系统。
作为另一示例，数据处理系统300可以是被配置无需依靠某类网络通信接口而可以进行引导的独立系统。作为另一示例，数据处理系统300可以是个人数字助理(PDA)设备，其配置有ROM和/或闪速ROM，以便提供用于存储操作系统文件和/或用户生成的数据的非易失性存储器。
图3中所描述的示例和上述示例并不意味着体系结构上的限制。例如，数据处理系统300除了采取PDA的形式之外还可以是笔记本计算机或手持计算机。数据处理系统300还可以是信息站或Web设备。
现在参考图4，在400示出了根据本发明的、用于在分布式计算环境中请求资源的系统。由用户使用终端402来输入用户请求，所述终端402可以是客户端设备的一部分或附接到客户端设备，所述客户端设备诸如图 1中示出的客户端108。用户请求可以是多个不同类型的请求中的任意请求，诸如在框404中示出这些请求，并且可以包括：登录请求、对系统(诸如服务器或存储装置)的系统级请求、对软件(诸如操作系统(O/S)、微代码(ucode)或设备/适配器驱动程序)的系统级请求、对硬件(诸如处理器、网络或存储装置)的系统硬件请求、应用中间件请求、地理请求、安全性请求、以及容量/性能请求。用户请求通过路径406被传输到请求网关408，所述路径406可以被实现为网络(诸如图1中示出的网络102)，所述网关408可以由服务器(诸如图1中示出的服务器104)实现。在请求网关，从线程池410中创建线程，并且此线程在请求网关408中创建有限状态机(FSM)412，以处理随后的信号和错误(诸如来自用户的请求信号)以及被允许/禁止的资源分配尝试。有限状态机412动态地创建插件工作流414，其结合状态表416管理请求的不同状态，包括错误状况。有限状态机使用资源数据库418来确定所请求的资源是否可用，以及临时地调拨资源，直到已接收到请求中的所有信号为止。用于翻译需求和与预备引擎422协调的插件在有限状态机中的运行时引擎424内动态执行。这些插件在420示出，并且成为插件库的一部分。这些插件可以提供下述功能，诸如：登录、系统请求(例如服务器、存储装置)、系统软件请求(例如操作系统、微代码、驱动程序)、系统硬件请求(例如处理器、网络、存储装置)、应用中间件请求、地理、安全性以及容量/性能，如420所示。可以基于用户请求的状态在任何时候生成错误或不可用信号。
现在转到图5，在500示出在诸如402的用户终端与诸如408的请求网关之间流动的事务或信号的代表性序列。在此情形中，用户生成聚合(conglomerate)资源请求文件或模型，并输入在用户终端402接收并被归并到聚合资源请求模板(未示出)中的独立的资源请求。响应于接收到许多请求中的第一个，在502发出第一资源请求的信号。在504，此信号使得初始请求消息被生成及传送到请求网关。在506，此初始请求消息被请求网关408接收，并且在508由请求网关408发出确认的信号。在510，此信号使得请求确认消息通过网络被传送，其中在512所述消息由用户终 端接收。例如，此初始资源请求可以是登录命令。接着，特定的n个插件资源被顺序地传送到请求网关，如在514所启动的。即使当使用聚合模板时也可以完成对单独资源的顺序传送。对单独资源的传送与客户端聚合模板之间的这种相互关系的示例由IBM Websphere(R)应用服务器(可从纽约Armonk的国际商业机器公司得到)提供，即商业网关。在516，这些插件请求中的第一个被传送并由请求网关接收，其中在518对插件数据库/库(诸如在图4的420处示出)进行查询或查找，以确定所述插件资源的可用性。在520，由请求网关发送状态响应，并在522状态响应通过网络406被传送。响应于接收到此响应，在524，网关客户端(未示出，但将在下面描述)接着以与第一插件请求类似的方式顺序地针对接下来2至n个插件请求发出请求的信号，并且在526和528，请求网关408以与第一请求相同的方式处理这些请求，在530，将得到的确认用信号发回请求者。网关客户端是可执行程序，其代表用户/请求者而行动，以集成到动态请求系统中，网关客户端聚集所接收的响应，并将适当的信息呈现给用户。这种客户端可执行程序不必非要在请求者的机器上驻留或执行，但是当它处理响应并将信息呈现给请求者时必须代表请求者而行动。这种客户端的示例将是Java小应用程序。在图5的590处示出代表性的插件资源。
当由请求网关408接收到资源插件请求时，并且响应于在532做出的对所请求的资源是否可用的确定，如果可用则在534提供插件，或者如果不可用则在540释放插件保留请求。如果可用，则在546生成信号(用于包括在随后通过资源连接550和548被发送的响应消息中)。如果资源不可用并且已经被释放，则在542释放消息被发送到请求者，导致在544，在用户终端的警告消息指示出资源请求已经被取消。此警告消息有利地提供了来自远程资源管理器对资源状态的资源状态的动态、实时反馈，使得用户/请求者能够调整其整个资源请求包以解决这种资源插件的不可用性。
一旦所有的资源请求已被处理，则通过548、550和552提供资源连接，用于将所请求的资源提供给外包了所述所请求资源的请求者/客户，其中所请求资源在优选实施例中在网格计算机环境中远程提供。一旦被外包的服 务或作业已经完成，则在554用户终端发出作业完成请求的信号，导致在556请求完成消息被发送，以及在558由请求网关接收。在560网关408发出确认的信号，导致在562确认消息被发送到用户/请求者终端，并在564被接收。在用户终端402运行的资源分配请求管理器应用响应于在564接收到作业完成请求确认信号，在566发出释放资源消息的信号，其在568通过网络被发送，并导致在570请求网关释放与此已完成作业有关的1-n个插件。在572请求网关确认所述释放，其在574被发送到用户终端，并在576被接收，从而结束当前被外包的作业。
此动态资源分配方案有利地允许提供服务(诸如计算机托管服务)的组织如果在没有进行重新分配资源的情况下与客户的服务级协定将违规则预先重新分配资源，从而改进在数据中心环境中的资源规划。
为了使得上述数据流更便利，提供了原子资源模型的分层描述，其中若干计算机系统具有最低的公共构件块。例如，如图6所示，聚类602是使用软件604和硬件606构建的系统。使用应用环境608、系统管理610、数据管理612和工作负载管理614来构建软件604。使用一个或多个数据库616和一个或多个文件系统618来构建数据管理612。使用服务器、盘和网络(诸如由服务器620、存储装置622和网络624所示)来构建硬件。将盘定义为超出某个容量很可能是困难的，因此存储装置622被认为是原子资源。可替换地，如果提供了许多异类存储设备，诸如盘存储设备和磁带存储设备，则该存储装置可以在更低层上被进一步建模，以包括盘和磁带存储设备，二者本身可以被认为是原子资源。服务器620和网络624可以通过进一步的细节来描述。可以使用操作系统626、I/O 628、板载存储器630、以及处理器632来描述服务器620。可以通过交换机634和连通性类型636来描述网络。在这些实例中的每个中，原子(例如处理器632、存储装置622、数据库616、系统管理610)的层级以及复合资源(例如软件604和硬件606)被用于定义该聚类。多个这样的聚类可以被进一步组织为多聚类实现(未示出)，以便在网格计算环境中使用。
此外，此分层模型是可扩展的，以覆盖可能在被请求的资源/系统中需 要的不同事件或响应。例如，单个事件(诸如“需要更多容量来实行应用‘A’”)可以被分解为若干较小的事件：(i)“需要更多类型E的框”，(ii)“需要关于交换机平面3的更多网络带宽”，(iii)“服务器9.2.9.32上的应用J必须被挂起”，这将对应于类似的响应组，(iv)“系统管理器挂起服务器9.2.9.32上的应用J”，(v)“交换机配置被更新”，(vi)“在服务器9.2.9.32上重建Linux内核”，这将全部对应于所聚集的响应“已经分配和构建了更多应用A系统”。因此，从对于系统中的基础构件块的基本或原子响应中构建对资源请求的复杂响应。
在图4中可以看到聚合模板的示例。在此图中，在客户端一侧(在404)描述模板，其已经由构造了资源请求的各个部分的用户所构建。在服务器或系统一侧408，通过接收此请求的几部分并接着使用由有限状态机所确定的适当插件来动态汇编该资源请求而重建聚合。尽管在优选实施例中在插件执行之前在服务器一侧不需要将聚合整体地进行汇编，但对于由插件采取的动作的历史跟踪可以被用于在服务器一侧重建聚合。
因此，提供了一种用于在请求式环境中高效处理资源分配请求的改进技术。实现这种高效不仅通过由远程资源管理器解析资源请求的各层级，此外还通过由所述远程资源管理器在请求被用户/请求者输入之时接收请求。当用户登录到资源分配请求管理器之中时，所输入的各种资源需求被立刻发送到远程资源管理器，以允许向输入资源需求的用户的反馈，所述反馈关于所请求的资源的任何问题或有关事务，诸如不具有可用性。因此用户可以基于此反馈重新配置或另外修改各种资源请求，以优化整个资源分配请求。
重要的是要注意，尽管已在完全运行的数据处理系统的语境中描述了本发明，但是本领域普通技术人员将理解，本发明的过程能够以指令的计算机可读媒体的形式和多种形式被分布，并且不管实际用来实施该分布的承载信号的媒体的具体类型如何，均等同地应用本发明。计算机可读媒体的示例包括可记录类型的媒体(诸如软盘、硬盘驱动器、RAM、CD-ROM、DVD-ROM)和传输类型的媒体(诸如数字和模拟通信链路、使用例如射 频和光波传输的传输形式的有线或无线通信链路)。计算机可读媒体可采用已编码格式的形式，所述已编码格式被解码用于在特定数据处理系统中的实际使用。
已出于说明和描述的目的呈现了对本发明的描述，并且其并非是穷尽性的或把本发明实施例限于所公开的形式。许多修改和变体对于本领域普通技术人员将会显而易见。所选择和描述的实施例是为了最佳地解释本发明的原理、实际应用，以及使本领域普通技术人员能够理解具有适于所预期具体使用的各种修改的各种实施例。

Claims (7)

1.一种用于在包括资源请求者和资源提供者的数据处理环境中根据请求访问多个资源的方法，包括以下步骤：
通过接收指定多个资源请求的用户输入而生成聚合资源请求；
响应于接收到对第一资源请求的第一用户输入，发送标识所述第一资源请求的信号到所述资源提供者；
由所述资源提供者确定资源是否可用于满足所述第一资源请求；以及
如果所述资源可用，则从所述资源提供者将指示出资源可用的响应提供给所述资源请求者；或者
如果所述资源不可用，则由所述资源提供者释放所述资源，并且从所述资源提供者将指示出资源不可使用的响应提供给所述资源请求者。
2.根据权利要求1所述的方法，其中如果所述资源可用，则由所述资源提供者保留所述资源，用于由所述资源请求者使用。
3.根据权利要求2所述的方法，其中由所述资源提供者保留所述资源的步骤进一步包括：保留所述资源用于随后的使用。
4.根据权利要求1所述的方法，其中生成聚合资源请求的步骤包括：用所指定的多个资源请求填充分层资源请求模板的步骤。
5.一种用于在包括资源请求者和资源提供者的数据处理环境中根据请求访问多个资源的系统，包括：
用于通过接收指定多个资源请求的用户输入而生成聚合资源请求的模块；
用于响应于接收到对第一资源请求的第一用户输入，发送标识所述第一资源请求的信号到所述资源提供者的模块；以及
用于由所述资源提供者确定资源是否可用于满足所述第一资源请求的模块；以及
用于如果所述资源可用，则从所述资源提供者将指示出资源可用的响应提供给所述资源请求者的模块；或者
用于如果所述资源不可用，则由所述资源提供者释放所述资源，并且由所述资源提供者将指示出资源不可使用的响应提供给所述资源请求者的模块。
6.根据权利要求5所述的系统，其中如果所述资源可用，则由所述资源提供者保留所述资源，用于由所述资源请求者使用。
7.根据权利要求5所述的系统，其中所述聚合资源请求包括具有所指定的多个资源请求的分层资源请求模板。
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