CN101453416A - 用于远程程序安装的包预取的服务节点、网络及其方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于远程程序安装的包预取的服务节点，其中服务节点与计算节点通信，所述服务节点包括：高速缓存；服务程序单元，接收来自计算节点的安装操作系统及其外围应用程序所需要的一个包的请求，根据该计算节点的类型确定其请求包的请求顺序，以便在该计算节点发出对下一个包的请求之前提前将下一个包从外部存储设备读到高速缓存中。本发明还提供了相关网络和方法。本发明显著提高了服务节点对软件包请求的响应速度。

Description

用于远程程序安装的包预取的服务节点、网络及其方法
技术领域
本发明涉及计算机群集，尤其涉及在计算机群集中进一步提高远程操作系统及其外围应用程序安装性能的服务节点、网络及其方法。
背景技术
在大型计算机群集中，由于给计算机群集中的每一个计算机通过其本地CD-ROM等来安装操作系统及其外围应用程序是不现实的(这样管理员要到每台计算机上分别去安装操作系统及其外围应用程序，这在实践中极难实现)，因此需要能够远程给各计算机安装操作系统及其外围应用程序的方法。
目前有很多工具来帮助管理员远程给各计算机安装操作系统及其外围应用程序。最常见的是服务器-客户端体系结构。图1是现有技术的服务器-客户端体系结构中的命令流的示意图。在图1中，在服务器1’(在本文中后称“服务节点”)存储有各客户端计算机安装操作系统及其外围应用程序所需要的每一个软件包。当各客户端(在本文中后称“计算节点”)a’需要安装操作系统及其外围应用程序时，如图1所示的各计算节点a’运行其上的安装程序单元22’。对于一种类型的计算节点来说，安装程序单元22’按照预定的某种顺序依次向服务节点1’发出安装操作系统及其外围应用程序所需要的软件包的请求。服务节点1’按照该软件包请求依次给计算节点返回软件包。即，计算节点请求一个软件包，服务节点1’返回相应的软件包。
计算节点根据其不同的用途可以分成不同的类型，比如由用于科学计算的计算节点、用于商业分析的计算节点、用于统计的计算节点。对于每一种类型的计算节点，其需要安装的操作系统及其外围应用程序都是相似的，比如用于商业分析的计算节点需要UNIX操作系统、需要科学计算库、并行记账程序等外围应用程序。因此，对于每一种类型的计算节点，安装操作系统及其外围应用程序所需要请求的软件包也都是相同的。
此外，对于每一种类型的计算节点，不但安装操作系统及其外围应用程序所需要请求的软件包相同，这些软件包的请求顺序也相同。因为其中一些软件包的安装要在其它软件包安装的基础上进行。因此，这个请求顺序是固定的。这种顺序记录在安装程序单元22’中。当计算节点进行包请求时，其运行安装程序单元22’。安装程序单元22’按照存储的固定顺序依次向服务节点1’发出包请求。
在大型群集中，服务节点的响应速度非常关键，因为服务节点的响应速度越快，整个安装任务就可以在越短时间内完成。
在服务节点中，如图1所示，服务程序单元11’承担着响应计算节点的安装程序单元22’的请求向计算节点返回所需要的软件包的任务。在大多数服务节点中，使用文件系统高速缓存12’。当服务程序单元11’读取包以便返回给计算节点时，其首先搜索高速缓存12’。因为从高速缓存中读取一个包要比从硬盘等外部存储设备3’中读取一个包快得多，所以这种机制有助于改善服务节点的包读取性能。这样，服务程序单元11’就可以以更快的速度响应计算节点的包请求。
以图1所示的现有技术网络体系结构的示意图为例，假设计算节点安装操作系统及其外围应用程序所需要的软件包为包Z、包A、包B。计算节点的安装程序单元22’以包Z、包A、包B的顺序向服务程序单元11’发出包请求。
服务程序单元11’首先接到包Z的请求，其搜索高速缓存12’。包Z以前被读取过，所以包Z已经在高速缓存12’中。于是，服务程序单元11’从高速缓存12’中直接读取包Z返回到计算节点。
接着，服务程序单元11’接到包A的请求。服务程序单元11’搜索高速缓存12’，确定包A不在高速缓存12’中。于是，服务程序单元11’先从外部存储设备3’中将包A读到高速缓存12’中，再从高速缓存12’中读取包A返回到计算节点。
接着，服务程序单元11’接到包B的请求。服务程序单元11’搜索高速缓存12’，确定包B不在高速缓存12’中。于是，服务程序单元11’先从外部存储设备3’中将包B读到高速缓存12’中，再从高速缓存12’中读取包B返回到计算节点a’。
但是，现有技术的高速缓存机制存在以下缺点：首先，只有以前被读过的包才能在高速缓存中找到。因此，当第一次读某个包时，包必须先从外部存储设备中读到高速缓存中，然后再从高速缓存中读取。其次，高速缓存中的包可能会溢出。由于高速缓存的大小有限，需要一些算法来将高速缓存中的某些包或文件移出。因此，当再次读以前存在高速缓存中的包时，有可能包已经溢出了。这样，必须重新从外部存储设备中读取。
由于现有技术的高速缓存机制的以上缺点，导致服务节点的响应速度较慢，因为其经常要去外部存储设备中读取需要找的包。
发明内容
本发明的一个目的是提高服务节点对软件包请求的响应速度。
本发明提供了一种用于远程程序安装的包预取的服务节点，其中服务节点与计算节点通信，所述服务节点包括：高速缓存；服务程序单元，接收来自计算节点的安装操作系统及其外围应用程序所需要的一个包的请求，根据该计算节点的类型确定其请求包的请求顺序，以便在该计算节点发出对下一个包的请求之前提前将下一个包从外部存储设备读到高速缓存中。
本发明还提供了一种用于远程程序安装的包预取的网络，包括：计算节点，为实现自身的操作系统及其外围应用程序安装而顺序发出所述操作系统及其外围应用程序安装所需要的包请求；服务节点，内含高速缓存，接收来自计算节点的所述一个包的请求，根据该计算节点的类型确定其请求包的请求顺序，以便在该计算节点发出对下一个包的请求之前提前将下一个包从外部存储设备读到高速缓存中。
本发明还提供了一种在服务节点侧实现远程程序安装的包预取的方法，所述方法包括：接收来自计算节点的安装操作系统及其外围应用程序所需要的一个包的请求；根据该计算节点的类型确定该计算节点请求包的请求顺序；在该计算节点发出对下一个包的请求之前提前将下一个包从外部存储设备读到与服务节点相联系的高速缓存中。
本发明根据计算节点所属的类型预先获知该计算节点请求软件包的请求顺序，从而在该计算节点发出对下一个包的请求之前提前将下一个包从服务节点外部的外部存储设备读到与服务节点相联系的高速缓存中。当接收到来自计算节点的下一个包请求时，就可以直接向高速缓存读取，从而大大提高了服务节点响应的速度。
附图说明
图1是现有技术的网络体系结构中的命令流的示意图。
图2是本发明的网络体系结构图。
图3是本发明的网络体系结构中从外部存储设备向高速缓存读入包的命令流示意图。
图4是本发明的网络体系结构中预先在请求顺序数据库存储包请求顺序的命令流示意图。
图5是本发明的方法流程图。
具体实施方式
图2是本发明的网络体系结构图。图2的网络包括服务节点1、计算节点a、b、c(虽然图中仅示出3个计算节点，但计算节点也可以为其它数目)和外部存储设备3。计算节点包括安装程序单元22。该安装程序单元22按照存储的固定包请求顺序依次向服务节点1发出操作系统及其外围应用程序安装所需要的包请求。服务节点1包括：计算节点类型数据库13，将每个计算节点的标识信息(例如地址，但也可以是其它标识信息)与其节点类型相关联地存储；请求顺序数据库14，用于存储与每种计算节点类型相对应的包请求顺序；高速缓存12；服务程序单元11。下面详细介绍本发明的具体处理。
首先，服务程序单元11接收到来自计算节点的包请求后，从该包请求判断出发出该包请求的计算节点的标识信息(例如地址)，根据该标识信息从计算节点类型数据库13中查找出与该计算节点的地址相对应的计算节点类型。
然后，服务程序单元11按照查找出的计算节点类型从请求顺序数据库14查找该计算节点类型所对应的包请求顺序，从而在该计算节点发出对下一个包的请求之前提前将下一个包从外部存储设备3读到高速缓存12中。这种时间的提前量可以由本领域技术人员根据实际需要设计。作为一个例子，服务节点1可以在向该计算节点返回其请求的包的同时将该包的下一个包从外部存储设备3读到高速缓存12中。作为另一个例子，服务节点1可以在接收到来自计算节点的包请求并且已获知了该计算节点类型所对应的包请求顺序之后，立即将该包的下一个包从外部存储设备3读到高速缓存12中。作为再一个例子，服务程序单元11可以在接收到来自该计算节点的第一个包请求并且已获知了与该计算节点类型相对应的包请求顺序之后，将该包请求顺序中除该第一个包之外的所有包按该包请求顺序从外部存储设备3一次性读到高速缓存12中。但时间的提前量的例子不限于此。
通过如上所述的提前将下一个包从外部存储设备3读到高速缓存12中的方式，除了每次计算节点请求序列中的第一个包以外，如果请求顺序数据库14已经存储有与该类型的计算节点相关联的包请求顺序，则基本上可以避免在接到了来自计算节点的包请求之后才向外部存储设备3读取包的情况。通过这种包预取的方式大大缩短了服务节点1的响应时间。
图3是本发明的网络体系结构中从外部存储设备向高速缓存读入包的命令流示意图。
假设计算节点a安装操作系统及其外围应用程序所需要的软件包为包Z、包A、包B。计算节点a的安装程序单元22以包Z、包A、包B的顺序向服务程序单元11发出包请求。
首先，服务程序单元11接收到来自计算节点a的对包Z的请求(对应于图5本发明流程图中的S1)。
服务程序单元11从该包请求中判断出此请求来自计算节点a的标识信息(例如地址)，然后根据该节点a的标识信息从计算节点类型数据库13中查找与计算节点a的地址对应的计算节点类型。查找的结果是计算节点a对应于类型1。然后，服务程序单元11按照类型1从请求顺序数据库14中确定与类型1对应的包请求顺序是包Z、包A、包B(对应于图5本发明流程图中的S2)。例如，服务程序单元11得知包Z的后面是包A。因此，服务程序单元11预先将包A从外部存储设备3读到高速缓存12中(对应于图5本发明流程图中的S3)。
与此同时，服务程序单元11正常向计算节点返回包Z。这里的“正常”是指，当服务节点1接收到计算节点的包请求后，先到高速缓存12中查找是否有请求的包，如果高速缓存12中没有请求的包，则从外部存储设备3中将请求的包读出到高速缓存12中，再向高速缓存12读取，读取后返回给计算节点。
接着，服务程序单元11接收到来自计算节点a的对包A的请求，此时服务程序单元11已知道包A的后面是包B。因此，服务程序单元11将包B从外部存储设备3读到高速缓存12中。与此同时，服务程序单元11向高速缓存12查找正请求的包A，发现包A在高速缓存12中，于是从高速缓存12中读取包A返回给计算节点。
接着，服务程序单元11接收到来自计算节点a的对包B的请求，服务程序单元11向高速缓存12查找包B，发现包B在高速缓存12中，于是从高速缓存12中读取包B返回给计算节点。
作为一种变形，服务程序单元(11)也可以在接收到来自该计算节点的对包Z的请求并且从请求顺序数据库14中确定与该计算节点a的类型1对应的包请求顺序是包Z、包A、包B后，将包Z后面的包A、包B从外部存储设备(3)一次性读到高速缓存(12)中。这样，当服务程序单元(11)接收到来自该计算节点的对包A的请求时，就不必将包B从外部存储设备(3)读到高速缓存(12)中。
从上面的过程可以看出，服务程序单元11在接到了来自计算节点的包请求之后不需要从外部存储设备3读取包，而是立即从高速缓存12读取包，大大缩短了服务节点1的响应时间。
如上所述，请求顺序数据库14与每种计算节点类型相关联地存储该计算节点类型所对应的包请求顺序。下面结合图4，举例说明如何将与计算节点类型对应的包请求顺序事先存储在请求顺序数据库14。
例1：在请求顺序数据库14中记录每一种类型的计算节点中第一个请求包的计算节点所请求包的请求顺序。具体过程是：
当服务程序单元11接收到来自计算节点的包请求时，通过上面所述的方式获知与该发出包请求的计算节点相对应的计算节点类型。
还以上面的计算节点a请求包Z、包A、包B的例子为例。
当服务程序单元11接收到来自计算节点a的对包Z的请求后，服务程序单元11得知与计算节点a对应的类型是类型1，然后在请求顺序数据库14中查询该数据库中是否存储了与类型1对应的包请求顺序。如果已经存储，则说明此计算节点不是该种类型的计算节点中第一个请求包的计算节点，对此计算节点请求包的请求顺序不作记录。如果请求顺序数据库14中未存储与类型1对应的包请求顺序，则服务程序单元11记录包Z的名称在请求顺序数据库14中。然后服务程序单元11通过上面已经描述的过程读取包Z，向计算节点a返回。
接着，服务程序单元11接收到来自计算节点a的对包A的请求。服务程序单元11将包A的名称记录在请求顺序数据库14中包Z的名称后面，通过上面已经描述的过程读取包A向计算节点a返回。
接着，服务程序单元11接收到来自计算节点a的对包B的请求。服务程序单元11将包B的名称记录在请求顺序数据库14中的包A的名称后面，通过上面已经描述的过程读取包B向计算节点a返回。
例2：在请求顺序数据库14中记录每一种类型的计算节点中最早获得了所有请求包的计算节点所请求包的请求顺序。具体过程是：
当服务程序单元11接收到来自计算节点的包请求时，通过上面所述的方式获知与该发出包请求的计算节点相对应的计算节点类型。然后，服务程序单元11判断在请求顺序数据库14中是否已经存储有该种类型的计算节点请求包的请求顺序。如果已经存储，对此计算节点请求包的请求顺序不作记录。如果未存储，则顺序满足此计算节点的包请求。当此计算节点的所有包请求都已满足后，如果此时请求顺序数据库14仍未记录该种类型的计算节点请求包的请求顺序，则将此计算节点请求包的请求顺序记录到请求顺序数据库14中。
比如，当服务程序单元11接收到来自计算节点a的对包Z的请求后，服务程序单元11得知与计算节点a对应的类型是类型1，然后在请求顺序数据库14中查询该数据库中是否存储了与类型1对应的包请求顺序。如果已经存储，则对此计算节点请求包的请求顺序不作记录。如果请求顺序数据库14中未存储与类型1对应的包请求顺序，则在顺序满足此计算节点的包请求的同时先在一个内部存储器(未示)中暂存包Z的名称，并通过上面已经描述的过程读取包Z向计算节点a返回。
然后，服务程序单元11接收到来自计算节点a的对包A的请求。服务程序单元11在内部存储器中将包A的名称记录在包Z的名称之后，通过上面已经描述的过程读取包A向计算节点a返回。
然后，服务程序单元11接收到来自计算节点a的对包B的请求。服务程序单元11在内部存储器中将包B的名称记录在包A的名称之后，通过上面已经描述的过程读取包B向计算节点a返回。此时，服务程序单元11再判断在请求顺序数据库14中是否已经存储有该种类型的计算节点请求包的请求顺序，如果已经存储，则对此计算节点请求包的请求顺序不作记录，反之(即此时请求顺序数据库14仍未记录该种类型的计算节点请求包的请求顺序)服务程序单元11将在内部存储器中暂存的包Z、包A、包B的顺序与类型1相对应地转存到请求顺序数据库14中。
另外，本发明还可以取消请求顺序数据库14，而利用服务程序单元11内部的安装配置文件(未示)获得与计算节点的类型相对应的请求包顺序。大多数服务程序单元11都存储有安装配置文件。安装配置文件中含有每个计算节点安装操作系统及其外围应用程序所需的软件包及其请求软件包的顺序。原理上，只要分析该文件就可以得到各计算节点请求包的请求顺序。
以上描述的本发明具体实施例仅是作为示例，而不是作为限制。本领域技术人员可以对各实施例作出各种修改和变形，这种修改和变形都落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (20)

1.一种用于远程程序安装的包预取的服务节点(1)，其中服务节点(1)与计算节点通信，所述服务节点(1)包括：
高速缓存(12)；
服务程序单元(11)，接收来自计算节点的安装操作系统及其外围应用程序所需要的一个包的请求，根据该计算节点的类型确定其请求包的请求顺序，以便在该计算节点发出对下一个包的请求之前提前将下一个包从外部存储设备(3)读到高速缓存(12)中。
2.根据权利要求1的服务节点，其中服务节点(1)还包括计算节点类型数据库(13)，该计算节点类型数据库(13)将每个计算节点的标识信息与其节点类型相关联地存储；
其中服务程序单元(11)从来自计算节点的包请求判断出发出该包请求的计算节点的标识信息，根据该标识信息在计算节点类型数据库(13)中查找相对应的计算节点类型。
3.根据权利要求2的服务节点，其中所述标识信息是地址。
4.根据权利要求1或2的服务节点，其中服务节点(1)还包括请求顺序数据库(14)，该请求顺序数据库(14)用于存储与每种计算节点类型相对应的包请求顺序；
其中服务程序单元(11)根据发出包请求的计算节点的类型从请求顺序数据库(14)查找该类型的计算节点请求包的请求顺序。
5.根据权利要求4的服务节点，其中该请求顺序数据库(14)记录每一种类型的计算节点中第一个请求包的计算节点所请求包的请求顺序作为该类型的计算节点的包请求顺序。
6.根据权利要求4的服务节点，其中该请求顺序数据库(14)记录每一种类型的计算节点中最早获得了所有请求包的计算节点所请求包的请求顺序作为该类型的计算节点的包请求顺序。
7.根据权利要求1的服务节点，其中服务程序单元(11)根据其内部的安装配置文件确定发送包请求的计算节点请求包的请求顺序。
8.根据权利要求1的服务节点，其中服务程序单元(11)在向该计算节点返回其请求的包的同时将该包的下一个包从外部存储设备(3)读到高速缓存(12)中。
9.根据权利要求1的服务节点，其中服务程序单元(11)在接收到来自计算节点的包请求并且已获知了与该计算节点类型相对应的包请求顺序之后，立即将该包的下一个包从外部存储设备(3)读到高速缓存(12)中。
10.根据权利要求1的服务节点，其中服务程序单元(11)在接收到来自该计算节点的第一个包请求并且已获知了与该计算节点类型相对应的包请求顺序之后，将该包请求顺序中除该第一个包之外的所有包按该包请求顺序从外部存储设备(3)一次性读到高速缓存(12)中。
11.根据权利要求1的服务节点，其中，当服务程序单元(11)接收到计算节点的包请求后，先到高速缓存(12)中查找是否有请求的包，如果高速缓存(12)中没有请求的包，则从外部存储设备(3)中将请求的包读出到高速缓存(12)中，再向高速缓存(12)读取。
12.一种用于远程程序安装的包预取的网络，包括：
计算节点，为实现自身的操作系统及其外围应用程序安装而顺序发出所述操作系统及其外围应用程序安装所需要的包请求；
服务节点(1)，内含高速缓存(12)，接收来自计算节点的所述一个包的请求，根据该计算节点的类型确定其请求包的请求顺序，以便在该计算节点发出对下一个包的请求之前提前将下一个包从外部存储设备(3)读到高速缓存(12)中。
13.一种在服务节点(1)侧实现远程程序安装的包预取的方法，所述方法包括：
接收来自计算节点的安装操作系统及其外围应用程序所需要的一个包的请求；
根据该计算节点的类型确定该计算节点请求包的请求顺序；在该计算节点发出对下一个包的请求之前提前将下一个包从外部存储设备(3)读到与服务节点(1)相联系的高速缓存(12)中。
14.根据权利要求13的方法，其中服务节点(1)将每个计算节点的标识信息与其节点类型相关联地存储；
所述确定步骤包括：从来自计算节点的包请求判断出发出该包请求的计算节点的标识信息，根据该标识信息查找相对应的计算节点类型。
15.根据权利要求13或14的方法，其中服务节点(1)存储与每种计算节点类型相对应的包请求顺序；
所述确定步骤包括：根据发出包请求的计算节点的类型查找该类型的计算节点请求包的请求顺序。
16.根据权利要求15的方法，其中服务节点(1)记录每一种类型的计算节点中第一个请求包的计算节点所请求包的请求顺序作为该类型的计算节点的包请求顺序。
17.根据权利要求15的方法，其中服务节点(1)记录每一种类型的计算节点中最早获得了所有请求包的计算节点所请求包的请求顺序作为该类型的计算节点的包请求顺序。
18.根据权利要求13的方法，其中所述确定步骤包括：服务节点(1)根据其内部的安装配置文件确定发送包请求的计算节点请求包的请求顺序。
19.根据权利要求13的方法，其中服务节点(1)在向该计算节点返回其请求的包的同时将该包的下一个包从外部存储设备(3)读到高速缓存(12)中；或者
服务节点(1)在接收到来自计算节点的包请求并且已获知了与该计算节点类型相对应的包请求顺序之后，立即将该包的下一个包从外部存储设备(3)读到高速缓存(12)中。
20.根据权利要求13的方法，其中服务节点(1)在接收到来自该计算节点的第一个包请求并且已获知了与该计算节点类型相对应的包请求顺序之后，将该包请求顺序中除该第一个包之外的所有包按该包请求顺序从外部存储设备(3)一次性读到高速缓存(12)中。
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