CN102200928B - 计算资源控制设备和计算资源控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种计算资源控制设备和计算资源控制方法。所述计算资源控制设备包括激活单元、第一队列管理单元、分配单元和第二队列管理单元。激活单元根据计算请求来激活处于停止状态的计算资源。第一队列管理单元将正被激活的计算资源添加到第一队列。分配单元将从第一队列输出的计算资源分配给计算请求以执行对应于该计算请求的计算处理。第二队列管理单元将已完成计算处理的计算资源添加到第二队列，并且使从第二队列输出的计算资源处于停止状态。

Description

计算资源控制设备和计算资源控制方法

技术领域

本发明涉及计算资源控制设备和计算资源控制方法。

背景技术

计算资源控制设备的一个示例包括复合计算资源、信息处理部分、以及计算资源控制部分，复合计算资源分配有计算机存储容量、硬盘容量、CPU(中央处理部分)处理能力、网速等资源。信息处理部分为计算的计算请求分配计算资源。计算资源控制部分根据信息处理部分对计算资源使用的表达来使复合计算资源中的一种处于获得状态，并且根据信息处理部分对计算资源不使用的表达来使获得状态的计算资源进入释放状态。计算资源控制部分监测复合计算资源的状态。如果获得状态的计算资源存在并且该获得状态持续了预定时间，则计算资源控制部分使该计算资源从获得状态进入释放状态(例如，参见JP 2000-357100A)。

发明内容

本发明的一个示例实施例提供一种计算资源控制设备和计算资源控制方法，其可以根据计算请求来对用于处理计算请求的计算资源的状态转换进行优化。

[1]根据本发明的一方面，计算资源控制设备包括激活单元、第一队列管理单元、分配单元和第二队列管理单元。激活单元根据计算请求来激活处于停止状态的计算资源。第一队列管理单元将正被激活的计算资源添加到第一队列。分配单元将从第一队列输出的计算资源分配给计算请求，以执行对应于该计算请求的计算处理。第二队列管理单元将已完成计算处理的计算资源添加到第二队列，并且使从第二队列输出的计算资源处于停止状态。

使用[1]的配置，可以根据计算请求来对用于处理计算请求的计算资源状态转换进行优化。

[2]在[1]的计算资源控制设备中，如果接收到对应于添加到第二队列的计算资源的计算请求，则第二队列管理单元可以将对应于所接收到的计算请求的计算资源分配给所接收到的计算请求，以执行对应于所接收到的计算请求的计算处理。

使用[2]的配置，可以对已完成计算处理的计算资源进行再利用。

[3]在[1]的计算资源控制设备中，如果没有对应于添加到第一队列的计算资源的计算请求，则第一队列管理单元可以将所添加的计算资源添加到第二队列。

使用[3]的配置，可以在激活处理停止之前对计算资源进行再利用。

[4]在[3]的计算资源控制设备中，第一队列管理单元可以对添加到第一队列的计算资源的再利用价值进行评估，并确定将所添加的计算资源添加到第二队列的位置。

使用[4]的配置，可以在激活处理停止之前，基于再利用价值来对计算资源进行再利用。

[5]在[1]的计算资源控制设备中，如果计算资源的再利用价值低于预定值，则第一队列管理单元可以使正被激活的计算资源进入停止状态。

使用[5]的配置，可以基于再利用价值来停止对计算资源的激活。

[6]根据本发明的另一方面，计算资源控制方法包括：根据计算请求激活正处于停止状态的计算资源；将正被激活的计算资源添加到第一队列；将从第一队列输出的计算资源分配给计算请求，以执行对应于该计算请求的计算处理；将已完成计算处理的计算资源添加到第二队列；以及使从第二队列输出的计算资源处于停止状态。

使用[6]的方法，可以根据计算请求来对用于处理计算请求的计算资源状态转换进行优化。

[7]根据[6]的计算资源控制方法还可以包括：如果接收到对应于添加到第二队列的计算资源的计算请求，则将对应于所接收到的计算请求的计算资源分配给所接收到的计算请求，以执行对应于所接收到的计算请求的计算处理。

使用[7]的方法，可以对已完成计算处理的计算资源进行再利用。

[8]根据[6]的计算资源控制方法还可以包括：如果没有对应于添加到第一队列的计算资源的计算请求，则将所添加的计算资源添加到第二队列。

使用[8]的方法，可以在激活处理结束之前对计算资源进行再利用。

[9]根据[8]的计算资源控制方法还可以包括：对添加到第一队列的计算资源的再利用价值进行评估；以及确定将所添加的计算资源添加到第二队列的位置。

使用[9]的方法，可以在激活处理结束之前，基于再利用价值来对计算资源进行再利用。

[10]根据[6]的计算资源控制方法还可以包括：如果计算资源的再利用价值低于预定值，则使正被激活的计算资源进入停止状态。

使用[10]的方法，可以基于再利用价值来停止对计算资源的激活。

附图说明

以下将基于附图来详细描述本发明的示例实施例，其中：

图1是示出根据本发明的示例实施例的计算资源控制系统的配置示例的视图；

图2是示出计算资源控制服务器设备的配置示例的方框图；

图3是用于说明计算资源控制服务器设备所控制的计算资源5的状态转换的视图；

图4是示出计算资源控制服务器设备的操作示例的流程图；以及

图5A至图5C是示出计算资源控制服务器设备所接收到的计算请求的数量与从计算请求的发生到对该计算请求的计算处理所需的延迟之间的关系的仿真结果的图表。

具体实施方式

(计算资源控制系统的配置)

图1是示出根据本发明的示例实施例的计算资源控制系统的配置示例的视图。

计算资源控制系统1包括入口服务器设备2、服务提供服务器设备3、计算资源控制服务器设备4、计算资源5、多功能机6、终端设备7等，所有这些设备通过因特网8连接以便可以彼此通信。计算资源控制服务器设备4和计算资源5通过网络9相互连接。防火墙8A限制了从外部设备到计算资源控制服务器设备4和计算资源5中的每一个的通信。

入口服务器设备2提供入口站点等来引导服务提供服务器设备3对客户端(例如，多功能机6和/或终端设备7)的服务。

服务提供服务器设备3从多功能机6或终端设备7接收请求，操作Web应用等，并使稍后将描述的计算资源控制服务器设备4获得的计算资源5执行Web应用等的操作所需的计算请求。

计算资源控制服务器设备4通过对计算资源5进行激活、释放和停止来控制计算资源的状态。

计算资源5中的每一个都提供有复合信息处理设备，例如计算机，其包括存储容量、硬盘容量、CPU(中央处理部分)处理能力、网速等的资源被分配并用于服务提供服务器设备3的计算请求。

多功能机6是针对服务提供服务器设备3的客户端设备，并且包括打印部分、光扫描部分、传真部分、诸如LCD(液晶显示器)之类的显示部分、具有复合操作键的操作部分等。多功能机6根据操作部分的用户操作来请求服务提供服务器设备3执行Web应用，并根据服务提供服务器设备3的计算结果在显示部分上显示用于操作等的图像。另外，多功能机6可以根据计算结果来操作光扫描部分、打印部分、传真部分等。此外，多功能机6不仅可以被配置为单个单元，还可以被配置为对应于各种功能部分的多个单元。

终端设备7是针对服务提供服务器设备3的客户端设备，类似于多功能机6，并且包括诸如LCD之类的显示部分、诸如键盘和鼠标等之类的操作部分、以及由CPU等构成的控制部分。终端设备7根据操作部分的用户操作来请求服务提供服务器设备3执行Web应用，并且根据服务提供服务器设备3的计算结果来在显示部分上显示用于操作等的图像。

图2是示出计算资源控制服务器设备4的配置示例的方框图。

计算资源控制服务器设备4包括控制部分40、存储部分41、和通信部分42。控制部分40由CPU等构成，并且控制各部分并执行各种程序。存储部分41由诸如HDD(硬盘驱动器)、闪存等之类的存储装置构成，并且存储信息。通信部分42通过因特网8与外部通信。

控制部分40通过执行计算资源控制程序410而起到计算资源激活部分400、激活队列管理部分401、计算处理分配部分402、释放队列管理部分403等的作用。

计算资源激活部分400根据来自服务提供服务器设备3的计算请求来向计算资源5传送激活指令。

激活队列管理部分401将计算资源激活部分400准备激活的计算资源5添加到激活队列。

计算处理分配部分402以队列顺序使已在激活队列中激活的计算资源5处于可执行状态，并且将计算资源5分配给来自服务提供服务器设备3的计算请求，以执行计算处理。

释放队列管理部分403释放已完成计算请求的计算处理的计算资源5或者已处于可执行状态预定时间段的计算资源5，将所释放的计算资源5添加到释放队列，并且在经过预定时间段后使计算资源5处于停止状态。

存储部分41存储使控制部分40起上述部分400至403的作用的计算资源控制程序410、和诸如队列管理信息411之类的信息等。

(操作)

以下将参考附图来描述计算资源控制系统的操作。

(1)计算资源控制系统的基本操作

首先，用户按顺序操作多功能机6或终端设备7来使用Web应用。多功能机6或终端设备7通过因特网8和入口服务器设备2与服务提供服务器设备3通信，并且请求服务提供服务器设备3激活Web应用。

服务提供服务器设备3接收来自多功能机6或终端设备7的请求并且激活Web应用。

Web应用产生将要显示在多功能机6或终端设备7的显示部分上的图像信息等，并且根据来自多功能机6或终端设备7的请求将所产生的图像信息等传送给多功能机6或终端设备7。多功能机6或终端设备7接收该图像信息等，并在显示部分上显示图像。另外，Web应用将特定程序的执行结果等传送给多功能机6或终端设备7，并且多功能机6或终端设备7基于该程序的执行结果来操作。

用户通过重复上述操作来使用Web应用。

服务提供服务器设备3的Web应用通过请求计算资源控制服务器设备4执行计算处理来执行其操作。计算资源控制服务器设备4通过根据计算请求分配计算资源来执行计算处理。如果存在多个计算请求，Web应用以计算请求产生的顺序将计算请求添加到计算请求队列S₅(图3所示)，并且按顺序向计算资源5实施计算请求。

(2)计算资源控制服务器设备的操作

图4是示出计算资源控制服务器设备4的操作示例的流程图。

图3是用于说明计算资源控制服务器设备4所控制的计算资源5的状态转换的视图。

计算资源50₁至50₄的不同类型的阴影线表示计算资源5的各状态。另外，计算资源50₁至50₄的不同形状表示计算资源50₁至50₄的可以处理的计算请求的类型或者计算请求所需要的处理能力的类型。这里假设计算资源50₁至50₄中的每一个仅处理具有相同形状的计算请求30₅。

首先，计算资源控制服务器设备4的计算处理分配部分402接收来自服务提供服务器设备3的计算请求(S10)。

在步骤S11，计算资源控制服务器设备4的计算处理分配部分402确认释放队列S₄中是否存在其类型与所接收到的计算请求的类型相同的任意计算资源50₄。如果不存在这种计算资源(S11处为否)，计算资源激活部分400指示从处于停止状态S₁的计算资源50₁中激活(A₁)其类型与所接收到的计算请求的类型相同的计算资源50₁(S19)，并且将所接收到的计算请求添加到计算请求队列S₅的尾端作为计算请求30₅。

激活队列管理部分401将计算资源激活部分400所激活的计算资源502添加到激活队列S2的尾端，并且等待经过例如10分钟或者等待直到接收到稍后将描述的替代计算资源分配通知(S20)。如果经过了预定时间或者如果接收到了替代计算资源分配通知，激活队列管理部分401则确认所关注的计算资源50₂的激活是否完成。如果计算资源50₂的激活已完成(S21处为是)，则从计算队列S4中取出对应于被激活的计算资源50₂的计算请求30₅，并且被激活的计算资源50₂被提供(A₂)来处于可执行状态S₃(即，计算资源50₂被设置为计算资源50₃)并且被分配给取出的计算请求30₅(S12)。计算资源50₃执行计算处理(S13)。

在S11，如果在释放队列S₄中存在其类型与所接收到的计算请求的类型相同的计算资源50₄(S11处为是)，则计算资源控制服务器设备4的计算处理分配部分402使其类型与所接收到的计算请求的类型相同的计算资源50₄返回(A₇)到可执行状态S₃，以使其设置为计算资源50₃，并且将该返回(A₇)的计算资源50₃分配给所接收到的计算请求(S12)。将所接收到的计算请求分配给其的计算资源50₃执行计算处理(S13)。如果存在多个其类型与所接收到的计算请求的类型相同的计算资源50₄，则计算请求可以被分配给最接近释放队列S₄的前端的计算资源50₄。

当计算资源50₃完成计算处理时(S13)，计算资源控制服务器设备4的计算处理分配部分402检查计算请求等待队列S₅来确认是否存在其类型与刚完成计算处理的计算资源50₃的类型相同的计算请求30₅。如果在计算请求等待队列S₅中存在这种其类型与刚完成计算处理的计算资源50₃的类型相同的计算请求30₅(S14处为是)，则将计算资源50₃分配给该计算请求30₅作为在激活队列S₂中等待激活的计算资源50₂的替代计算资源，并且将计算资源50₃被分配给该计算请求30₅作为在激活队列S₂中等待激活的计算资源50₂的替代计算资源通知给激活队列管理部分401(替代资源分配通知)(S18)。如果在计算请求队列S₅中存在多个其类型与刚完成计算处理的计算资源50₃的类型相同的计算请求30₅，则最接近计算请求队列S₅的前端的计算请求30₅可以被分配给刚完成计算处理的计算资源50₃。

如果在计算请求队列S₅中不存在其类型与刚完成计算处理的计算资源50₃的类型相同的计算请求30₅(S14处为否)，则释放(A3)计算资源50₃，并且释放队列管理部分403将该计算资源50₃添加到释放队列S₄的尾端(S15)。

如果在计算请求队列S₅中不存在其类型与释放队列S₄中计算资源50₄的任意类型相同的计算请求30₅(S16处为否)，并且如果从一个计算资源50₄被添加到释放队列S₄已经过了预定时间段(例如，20分钟)(S17中为是)，则释放队列管理部分403停止(A₄)计算资源50₄并使计算资源50₄处于停止状态S₁(S24)。从计算资源50₄添加到释放队列S₄到计算资源50₄暂停(A4)的时间段是可变的，并且其可以自动改变或者根据Web应用的类型和/或计算资源5的使用目的由用户操作而改变。

在步骤S16，如果在计算请求队列S₅中存在其类型与释放队列S₄中任意计算资源50₄的类型相同的计算请求30₅(S16处为是)，则释放队列管理部分403使计算资源50₄返回(A₇)到可执行状态S₃(即，将计算资源50₄设置为计算资源50₃)，并且计算处理分配部分402向该计算资源50₃分配计算请求30₅，并将该计算资源50₃被分配给计算请求30₅作为在激活队列S₂中等待激活的计算资源50₂的替代计算资源通知给激活队列管理部分401(替代资源分配通知)(S18)。

如果计算资源50₂还没有被激活，即，如果在S20期间接收到替代资源分配通知(S21处为否)，则激活队列管理部分401确定计算资源50₂的激活是否应该被继续。如果激活队列管理部分401确定计算资源50₂的激活应该被继续(S22处为是)，则计算资源50₂被保留(A₆)，对计算资源50₂的再利用价值进行评估，并确定释放队列S₄中将计算资源50₂插入其中的位置(S23)。

假设t表示计算资源50₂被添加到激活队列S₂之后所经过的时间，则在步骤S22确定激活应该被继续的条件将满足以下条件表达式(1)。

t≥f(p(i))t_c          (1)

其中p(i)表示类型与计算资源50₂的类型相同的计算请求出现的概率，f(x)表示与间隔x(0＜x＜1)成反比的函数，而t_c表示固定值。

在步骤S23中确定的释放队列S₄中的插入位置是根据以下表达式(2)所定义的再利用价值V_R确定的。

V_R＝V(g(t_a(i))，p(i))      (2)

其中t_a(i)表示从类型与计算资源50₂相同的计算请求的上一次计算处理开始所经过的时间，而V(x，y)和g(x)均为增函数。

如果激活队列管理部分401确定计算资源50₂的激活不继续(S22处为否)，则激活队列管理部分401中断(A₅)计算资源50₂的激活，并且使计算资源50₂再次处于停止状态S₁(S24)。

假设t表示计算资源50₂被添加到激活队列S₂之后所经过的时间，则在步骤S22确定激活应该被停止的条件将满足以下条件表达式(3)。

t＜f(p(i))t_c               (3)

(3)计算资源分配之前的延迟

图5A至图5C是示出计算资源控制服务器设备4所接收到的计算请求的数量与从计算请求的发生到对该计算请求的计算处理所需的延迟之间的关系的仿真结果的图表。

图5A示出以下情况的仿真结果，其中在处于可执行状态S₃的计算资源50₃已完成了计算处理之后，相同类型的计算请求30₅在特定时间段内没有发生，并且其中从可执行状态S₃到停止状态S₁的计算资源转换没有通过释放队列S₄。在该情况下，从计算请求的发生到对该计算请求的计算处理所需的平均延迟为约20分钟。

图5B示出以下情况的仿真结果，其中在计算资源50₄被添加到释放队列S₄之后直到计算资源50₄被停止(A₄)的时间段被设置为20分钟。在该情况下，从计算请求的发生到对该计算请求的计算处理所需的平均延迟为约12分钟。

图5C示出以下情况下的仿真结果，其中在计算资源50₄被添加到释放队列S₄之后直到计算资源50₄被停止(A₄)的时间段被设置为200分钟。在该情况下，从计算请求的发生到对该计算请求的计算处理所需的平均延迟为约10分钟，短于图5B中所示。

但是，在释放队列的长度为200分钟(即，很长)的图5C所示的情况下，在针对计算资源运行的状态(即，除了停止状态S₁的状态)向用户收费的系统中，释放队列过长通常会增大操作成本。为此，计算资源控制系统1的用户可以调整系统，以在释放队列长度与平均延迟之间平衡。

[其他示例实施例]

应该理解的是，本发明不限于上述示例实施例，在不脱离本发明的本意和范围的情况下可以对其进行各种变型。

上述示例实施例中所采用的计算资源控制程序410可以从诸如CD-ROM之类的存储介质读入到计算资源控制设备的存储器中，或者可以从连接到网路(诸如因特网)的服务器设备等下载到计算资源控制设备的存储器中。上述示例实施例中所采用的部分400至403中的一些或全部可以由诸如ASIC等之类的硬件实现。

以上对本发明的示例实施例的描述为了说明和描述的目的而提供。不是为了穷尽或将本发明限制为所公开的精确形式。显然，许多变型和改变对本领域技术人员而言是明了的。实施例的选择和描述是为了最佳地说明本发明的原理及其实际应用，从而使本领域其他技术人员理解本发明的各种实施例和适于特定使用预期的各种变型。本发明的范围由所附权利要求及其等价物来限定。

Claims (10)

1.一种计算资源控制设备，包括：

激活单元，其根据计算请求来激活正处于停止状态的计算资源；

第一队列管理单元，其将正被激活的计算资源添加到第一队列；

分配单元，其将从第一队列输出的计算资源分配给计算请求，以执行对应于该计算请求的计算处理；以及

第二队列管理单元，如果不存在针对已完成计算处理的计算资源的计算请求，则其将已完成计算处理的计算资源添加到第二队列，并且，在计算资源已被添加到第二队列后如果已经过了预定时间段，则使从第二队列输出的计算资源处于停止状态。

2.根据权利要求1所述的计算资源控制设备，其中如果接收到对应于添加到第二队列的计算资源的计算请求，则第二队列管理单元将对应于所接收到的计算请求的计算资源分配给所接收到的计算请求，以执行对应于所接收到的计算请求的计算处理。

3.根据权利要求1所述的计算资源控制设备，其中如果在已经完成计算处理的计算资源被添加到第二队列之前，将已经完成计算处理的计算资源分配给计算请求，则第一队列管理单元无需将第一队列中的所述计算资源分配给计算请求而将第一队列中所添加的计算资源添加到第二队列。

4.根据权利要求3所述的计算资源控制设备，其中第一队列管理单元对添加到第一队列的计算资源的再利用价值进行评估，并确定将所添加的计算资源添加到第二队列的位置。

5.根据权利要求1所述的计算资源控制设备，其中如果计算资源的再利用价值低于预定值，则第一队列管理单元使正被激活的计算资源进入停止状态。

6.一种计算资源控制方法，包括：

根据计算请求激活正处于停止状态的计算资源；

将正被激活的计算资源添加到第一队列；

将从第一队列输出的计算资源分配给计算请求以执行对应于该计算请求的计算处理；

如果不存在针对已完成计算处理的计算资源的计算请求，则将已完成计算处理的计算资源添加到第二队列；以及

在计算资源已被添加到第二队列后如果已经过了预定时间段，则使从第二队列输出的计算资源处于停止状态。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括：

如果接收到对应于添加到第二队列的计算资源的计算请求，则将对应于所接收到的计算请求的计算资源分配给所接收到的计算请求，以执行对应于所接收到的计算请求的计算处理。

8.根据权利要求6所述的方法，还包括：

如果在已经完成计算处理的计算资源被添加到第二队列之前，将已经完成计算处理的计算资源分配给计算请求，则无需将第一队列中的所述计算资源分配给计算请求而将第一队列中所添加的计算资源添加到第二队列。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：

对添加到第一队列的计算资源的再利用价值进行评估；以及

确定将所添加的计算资源添加到第二队列的位置。

10.根据权利要求6所述的方法，还包括：

如果计算资源的再利用价值低于预定值，则使正被激活的计算资源进入停止状态。