CN103546509A - 一种节约资源的云服务系统及资源节约方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种节约资源的云服务系统及资源节约方法，所述云服务系统包含：云服务器，包括：n个服务节点，节点管理模块，数据管理模块和节点控制模块；用于挂载用户数据，编码并发送视频流，回传接收以及用户数据保存；云客户端，通过互联网与云服务器的某个服务节点实现连接和信息数据的传输。所述方法通过超时休眠与超时关闭的两级节能机制，用户短时间离开的话，通过休眠降低cpu消耗，但也可以保证用户回来后快速连接；用户长时间离开则通过关闭降低cpu与内存两者的消耗。服务节点之间对于云服务器的cpu资源开销为动态共享的方式，当一个服务节点降低了cpu开销时，节省出来的cpu资源可以马上被其他节点使用。
Description
技术领域
本发明涉及电子领域，移动互联网领域，云计算领域，尤其涉及节约资源的云服务系统及资源节约方法。
背景技术
云计算指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源；广义云计算指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关，也可是其他服务。云计算（Cloud Computing）是网格计算（Grid Computing ）、分布式计算（DistributedComputing）、并行计算（Parallel Computing）、效用计算（Utility Computing）、网络存储（Network Storage Technologies）、虚拟化（Virtualization）、负载均衡（Load Balance）等传统计算机和网络技术发展融合的产物。
然而在云计算系统中执行交互式程序的一个问题在于，交互式程序可能被设计为仅被用户在其所运行的计算机上通过本地交互设备来进行交互。这意味着在特定的时刻，云系统中一个计算节点最多只能为单个用户提供服务。对大规模的云计算系统而言，其总建设成本和单计算节点的成本密切相关。通常地，硬件设备的性能/价格比在一定范围内随着性能的提高而增加，同时，较高的性能也有助于计算节点能承受程序更严格的性能要求。
以上云计算系统的架构缺陷在实际应用中所体现出的具体问题是，一个节点要么从始至终只能为一个用户服务，要么向不同的用户只能提供完全一样的服务，无法在不同用户分时复用一个节点的时候为用户提供个性化的数据 。而服务节点会不停的进行视频编码运算，无论用户操作与否。则服务节点的cpu资源和内存资源始终占用，显然这对服务器资源的浪费是非常严重的。
显然地，有效地下降单用户成本的方案是通过分时共享等方式，在节点总数不变的情况下提高用户数量。而本发明主要研究如何通过某种系统或方法降低cpu消耗和内存消耗，并有效地下降单用户成本。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种节约资源的云服务系统及资源节约方法，以达到降低cpu消耗和内存消耗，并有效地下降单用户成本。
一种节约资源的云服务系统，包括：
一云服务器，包括：n个服务节点，节点管理模块，数据管理模块和节点控制模块；用于挂载用户数据，编码并发送视频流，回传接收以及用户数据保存；
一云客户端，以通过互联网与云服务器的某个服务节点实现连接和信息数据的传输，包括：云客户端启动器和云客户端内核；所述云客户端启动器用于内核的开启和关闭，以及实时检测客户端是否有信息数据输入；所述云客户端内核用于解码，信令回传以及向中心服务器发送心跳信号。
所述数据管理模块用于对服务节点的当前状态进行快照保存，并与用户id关联，挂载用户数据；所述当前状态是指磁盘文件和系统内存在该时间点的状态。
所述节点控制模块与n个服务节点连接，用于开启和关闭服务节点。
所述节点管理模块包括节点分配单元和节点回收管理单元组，用于接收来自云客户端的心跳信号和负责监控每一个对应的云客户端的工作状况，并据此对云服务器的各节点进行管理。
进一步的，所述节点分配单元用于将云客户端分配到对应的服务节点并通知数据管理模块挂载对应的用户数据，将服务节点对应的IP，端口号发送到云客户端启动器，由启动器开启内核并连接对应的服务节点；
所述服务器回收管理单元组包括休眠状态管理单元和关闭状态管理单元。
所述休眠状态管理单元用于休眠服务节点或唤醒已休眠的服务节点，当休眠状态管理单元收不到某云客户端a发来的心跳信息时，则将对应的用户id置为休眠状态，并通知云服务器的节点控制模块关闭对应的云服务器节点a1的云服务提供程序但保持云服务节点a1运行；当休眠状态管理单元再次收到来自该云客户端a发送的心跳信息时，节点管理模块分配服务节点，节点管理模块检测到当前用户ID为休眠用户，则休眠状态分配管理单元查找与休眠云客户端对应的服务器节点a1，并通过节点控制模块重启该服务器节点a1的云服务提供程序，并由服务节点分配单元将IP地址，端口号报告给云客户端a。
所述关闭状态管理单元用于关闭服务节点的管理，该关闭状态管理单元设置有时间节点，当处于休眠状态的云服务节点休眠时间超过时间节点时或用户在客户端明确要求关闭对应的服务节点，或web要求关闭对应的服务节点时，则通知云服务器的数据保存模块对该服务节点的当前状态进行快照保存，之后通过云服务器的节点控制模块彻底关闭对应的云服务器节点。
所述云客户端启动器为一个始终运行的模块，负责监控即管理客户端的运行状态；所述云客户端启动器设有计时器，计时器会不断检测客户端是否有输入，这些输入包括鼠标的位移信息，鼠标的按键信息，键盘任意输入信息，触摸信息输入或体感输入中的一种或几种组合。任意输入会使计时器的累计时值清零。当计时器达到设定时间仍未检测到客户端有任何输入时，则关闭云客户端内核。
本发明还提供一种基于上述节约资源的云服务系统的资源节约方法，包括步骤：
1） 运行云客户端和云服务器，在云客户端输入用户信息，云客户端启动器将用户信息输送到云服务器，由节点管理模块的服务节点分配单元分配到对应的服务节点并挂载用户数据，将服务节点对应的IP，端口号发送到云客户端启动器，由启动器开启内核并连接对应的服务节点；
2） 云客户端内核持续运作，并向云服务器发送心跳信号；所述云客户端启动器计时器不断检测客户端是否有输入，当计时器达到设定时间仍未检测到客户端有任何输入时，则启动器将云客户端内核关闭，内核关闭后将终止向云服务器发送心跳信号。
3） 当节点管理器的休眠管理单元收不到云客户端发来的心跳信号时，则将对应的用户id置为休眠状态，并通知云服务器的节点控制模块关闭对应的云服务节点的云服务提供程序但保持云服务节点运行，节约服务节点的cpu资源；
4） 当用户再次在云客户端输入信息时，当休眠状态管理单元再次收到来自该云客户端发送的心跳信息时，节点管理模块分配服务节点，节点管理模块检测到当前用户ID为休眠用户，则休眠状态分配管理单元查找与休眠云客户端对应的服务器节点，则休眠状态管理单元查找与休眠云客户端对应的服务节点，并通过节点控制模块重启该服务节点的云服务提供程序，并由服务节点分配单元将IP地址，端口号报告给对应的云客户端，连接云服务器。
5） 所述关闭状态分配管理单元设置有时间节点，当超过时间节点仍未收到来自云客户端的心跳信息时（即处于休眠状态的云服务器节点休眠时间超过时间节点时）或用户在客户端明确要求关闭对应的服务节点，或web要求关闭对应的服务节点等，则通知云服务器的数据保存模块对该服务节点的当前状态进行快照保存，之后通过节点控制模块彻底关闭对应的云服务节点，将用户状态置为关闭状态。
本发明的有益效果在于：
1. 基于云服务器使用中，超时休眠与超时关闭的两级节能机制，用户短时间离开的话，通过休眠降低cpu消耗，但也可以保证用户回来后快速连接；用户长时间离开则通过关闭降低cpu与内存两者的消耗。
2. 虚拟机快照功能在云上的应用，可以使用户在任意地点任意时刻登录时，看到与自己上一次离开时一模一样的桌面，所有的应用程序状态，窗口位置等均不变。
3 服务节点之间对于云服务器的cpu资源开销为动态共享的方式，当一个服务节点降低了cpu开销时，节省出来的cpu资源可以马上被其他节点使用。
附图说明
图1为本发明一种节约资源的云服务系统的结构示意图；
图2是节点管理模块的结构示意图；
图3为本发明基于节约资源的云服务系统的资源节约方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的描述和说明。
如图1所示，为本发明一种节约资源的云服务系统的结构示意图；如图所示：一种节约资源的云服务系统，包括：
一云服务器，包括：n个服务节点，节点管理模块，数据管理模块和节点控制模块；用于挂载用户数据，编码并发送视频流，回传接收以及用户数据保存；其中，数据管理模块用于对服务节点的当前状态进行快照保存，并与用户id关联，挂载用户数据；所述当前状态是指磁盘文件和系统内存在该时间点的状态。节点控制模块与n个服务节点连接，用于开启和关闭服务节点。服务节点用于编码并发送视频流，回传接收用户数据。服务节点进一步包括一处理单元，介于应用程序与系统API或者网络之间，其包括一个函数地址监测模块，用于检测内存中应用程序的函数地址，以及一个函数地址重定向模块，用于改变应用程序的内存中存储的函数地址，对函数地址进行重定向；以及多个接口，用于与实现与计算机硬件以及API之间的通信。服务节点内运行有云服务提供程序，其是指编码并发送视频流，回传接收用户数据；具体的是将服务节点中的所有画面进行编码并发送给客户端，同时接收客户端的信令回传数据；服务节点之间对于云服务器的cpu资源开销是动态共享的，当一个服务节点降低了cpu开销时，节省出来的cpu资源可以马上被其他节点使用。所述节点管理模块包括节点分配单元和节点回收管理单元组，用于接收来自云客户端的心跳信号和负责监控每一个对应的云客户端的工作状况，并据此对云服务器的各节点进行管理。所述服务节点分配单元用于将云客户端分配到对应的服务节点并通知数据管理模块挂载对应的用户数据，将服务节点对应的IP，端口号发送到云客户端启动器，由启动器开启内核并连接对应的服务节点。所述服务器回收管理单元组包括休眠状态管理单元和关闭状态管理单元。
一云客户端，通过互联网与云服务器的某个服务节点实现连接和信息数据的传输，包括：云客户端启动器和云客户端内核；所述云客户端启动器用于内核的开启和关闭，以及实时检测客户端是否有信息数据输入；所述云客户端内核用于解码，信令回传以及向中心服务器发送心跳信号。云客户端启动器为一个始终运行的模块，负责监控即管理客户端的运行状态；所述云客户端启动器设有计时器，计时器会不断检测客户端是否有输入，这些输入包括鼠标的位移信息，鼠标的按键信息，键盘任意输入信息，触摸信息输入或体感输入中的一种或几种组合。任意输入会使计时器的累计时值清零。当计时器达到设定时间仍未检测到客户端有任何输入时，则关闭云客户端内核。
图2是节点管理模块的结构示意图；如图所示：
节点管理模块包括节点分配单元和节点回收管理单元组，用于接收来自云客户端的心跳信号和负责监控每一个对应的云客户端的工作状况，并据此对云服务器的各节点进行管理。服务节点分配单元用于将云客户端分配到对应的服务节点并通知数据管理模块挂载对应的用户数据，将服务节点对应的IP，端口号发送到云客户端启动器，由启动器开启内核并连接对应的服务节点。所述服务器回收管理单元组包括休眠状态管理单元和关闭状态管理单元。
其中休眠状态管理单元用于休眠服务节点或唤醒已休眠的服务节点，当休眠状态管理单元收不到某云客户端a发来的心跳信息时，则将对应的用户id置为休眠状态，并通知云服务器的节点控制模块关闭对应的云服务器节点a1的云服务提供程序但保持云服务节点a1运行；当休眠状态管理单元再次收到来自该云客户端a发送的心跳信息时，节点管理模块分配服务节点，节点管理模块检测到当前用户ID为休眠用户，则休眠状态分配管理单元查找与休眠云客户端对应的服务器节点a1，并通过节点控制模块重启该服务器节点a1的云服务提供程序，并由服务节点分配单元将IP地址，端口号报告给云客户端a。
关闭状态管理单元用于关闭服务节点的管理，该关闭状态管理单元设置有时间节点，当处于休眠状态的云服务节点休眠时间超过时间节点时或用户在客户端明确要求关闭对应的服务节点，或web要求关闭对应的服务节点时，则通知云服务器的数据保存模块对该服务节点的当前状态进行快照保存，之后通过云服务器的节点控制模块彻底关闭对应的云服务器节点。
图3为本发明基于节约资源的云服务系统的资源节约方法示意图，如图所示
一种基于上述节约资源的云服务系统的资源节约方法，包括步骤：运行云客户端和云服务器，在云客户端输入用户信息，云客户端启动器将用户信息输送到云服务器，由节点管理模块的服务节点分配单元分配到对应的服务节点并挂载用户数据，将服务节点对应的IP，端口号发送到云客户端启动器，由启动器开启内核并连接对应的服务节点；云客户端内核持续运作，并向云服务器发送心跳信号；所述云客户端启动器计时器不断检测客户端是否有输入，当计时器达到设定时间仍未检测到客户端有任何输入时，则启动器将云客户端内核关闭，内核关闭后将终止向云服务器发送心跳信号。当节点管理器的休眠管理单元收不到云客户端发来的心跳信号时，则将对应的用户id置为休眠状态，并通知云服务器的节点控制模块关闭对应的云服务节点的云服务提供程序但保持云服务节点运行，节约服务节点的cpu资源当用户再次在云客户端输入信息时，当休眠状态管理单元再次收到来自该云客户端发送的心跳信息时，节点管理模块分配服务节点，节点管理模块检测到当前用户ID为休眠用户，则休眠状态分配管理单元查找与休眠云客户端对应的服务器节点，则休眠状态管理单元查找与休眠云客户端对应的服务节点，并通过节点控制模块重启该服务节点的云服务提供程序，并由服务节点分配单元将IP地址，端口号报告给对应的云客户端，连接云服务器。休眠状态的节点，关闭云服务提供程序，只占用云服务器的内存资源；休眠机制通过暂时关闭云服务提供程序的方法，让短时间内无需与用户发生交互的节点可以降低cpu资源消耗，从而降低云服务器整体的cpu负载；唤醒机制除作为休眠机制的配套策略，保证休眠用户只需要较短时间就可以恢复对云服务的使用外，也可以为遇到网络故障或需要更换所在地点的用户提供连续性的云服务。
所述关闭状态分配管理单元设置有时间节点，当超过时间节点仍未收到来自云客户端的心跳信息时（即处于休眠状态的云服务器节点休眠时间超过时间节点时）或用户在客户端明确要求关闭对应的服务节点，或web要求关闭对应的服务节点等，则通知云服务器的数据保存模块对该服务节点的当前状态进行快照保存，之后通过节点控制模块彻底关闭对应的云服务节点，将用户状态置为关闭状态。关闭状态的节点即不占用cpu资源也不占用内存资源。该云服务器的远程关闭节点的关闭方式可以让用户在每次登录终端完成后，实时看到与之前离开时相同的画面，可以有效的保证用户享受到的服务的连续性；与此同时，有别于让节点一直处于运行或休眠状态的是，快照保存机制实现了对节点资源的完全释放，使得该节点可以服务于其他用户，有效降低了云服务的运营成本。
以上结合本发明的具体实施例做了详细描述，但并非是对本发明的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，均仍属于本发明技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种节约资源的云服务系统，其特征在于，所述云服务系统包括：
一云服务器，包括：n个服务节点，节点管理模块，数据管理模块和节点控制模块；用于挂载用户数据，编码并发送视频流，回传接收以及用户数据保存；
一云客户端，以通过互联网与云服务器的某个服务节点实现连接和信息数据的传输，包括：云客户端启动器和云客户端内核；所述云客户端启动器用于内核的开启和关闭，以及实时检测客户端是否有信息数据输入；所述云客户端内核用于解码，信令回传以及向中心服务器发送心跳信号。
2.根据权利要求1所述的节约资源的云服务系统，其特征在于，所述数据管理模块用于对服务节点的当前状态进行快照保存，并与用户id关联，挂载用户数据；所述当前状态是指磁盘文件和系统内存在该时间点的状态。
3.根据权利要求1所述的节约资源的云服务系统，其特征在于，所述节点控制模块与n个服务节点连接，用于开启和关闭服务节点。
4.根据权利要求1所述的节约资源的云服务系统，其特征在于，所述节点管理模块包括节点分配单元和节点回收管理单元组，用于接收来自云客户端的心跳信号和负责监控每一个对应的云客户端的工作状况，并据此对云服务器的各节点进行管理。
5.根据权利要求4所述的节约资源的云服务系统，其特征在于，所述节点分配单元用于将云客户端分配到对应的服务节点并通知数据管理模块挂载对应的用户数据，将服务节点对应的IP，端口号发送到云客户端启动器，由启动器开启内核并连接对应的服务节点；
所述服务器回收管理单元组包括休眠状态管理单元和关闭状态管理单元。
6.根据权利要求5所述的节约资源的云服务系统，其特征在于，所述休眠状态管理单元用于休眠服务节点或唤醒已休眠的服务节点，当休眠状态管理单元收不到某云客户端发来的心跳信息时，则将对应的用户id置为休眠状态，并通知云服务器的节点控制模块关闭对应的云服务器节点的云服务提供程序但保持云服务节点运行；当休眠状态管理单元再次收到来自该云客户端发送的心跳信息时，节点管理模块分配服务节点，节点管理模块检测到当前用户ID为休眠用户，则休眠状态分配管理单元查找与休眠云客户端对应的服务器节点，并通过节点控制模块重启该服务器节点的云服务提供程序，并由服务节点分配单元将IP地址，端口号报告给云客户端。
7.根据权利要求5所述的节约资源的云服务系统，其特征在于，所述关闭状态管理单元用于关闭服务节点的管理，该关闭状态管理单元设置有时间节点，当处于休眠状态的云服务节点休眠时间超过时间节点时或用户在客户端明确要求关闭对应的服务节点，或web要求关闭对应的服务节点时，则通知云服务器的数据保存模块对该服务节点的当前状态进行快照保存，之后通过云服务器的节点控制模块彻底关闭对应的云服务器节点。
8.根据权利要求1所述的节约资源的云服务系统，其特征在于，所述云客户端启动器为一个始终运行的模块，负责监控即管理客户端的运行状态；所述云客户端启动器设有计时器，计时器会不断检测客户端是否有输入，任意输入会使计时器的累计时值清零；当计时器达到设定时间仍未检测到客户端有任何输入时，则关闭云客户端内核。
9.根据权利要求8所述的节约资源的云服务系统，其特征在于，所述输入包括鼠标的位移信息，鼠标的按键信息，键盘任意输入信息，触摸信息输入或体感输入中的一种或几种组合。
10.一种基于上述节约资源的云服务系统的资源节约方法，其特征在于，包括步骤：
（1） 运行云客户端和云服务器，在云客户端输入用户信息，云客户端启动器将用户信息输送到云服务器，由节点管理模块的服务节点分配单元分配到对应的服务节点并挂载用户数据，将服务节点对应的IP，端口号发送到云客户端启动器，由启动器开启内核并连接对应的服务节点；
（2） 云客户端内核持续运作，并向云服务器发送心跳信号；所述云客户端启动器计时器不断检测客户端是否有输入，当计时器达到设定时间仍未检测到客户端有任何输入时，则启动器将云客户端内核关闭，内核关闭后将终止向云服务器发送心跳信号；
（3） 当节点管理器的休眠管理单元收不到云客户端发来的心跳信号时，则将对应的用户id置为休眠状态，并通知云服务器的节点控制模块关闭对应的云服务节点的云服务提供程序但保持云服务节点运行，节约服务节点的cpu资源；
（4） 当用户再次在云客户端输入信息时，当休眠状态管理单元再次收到来自该云客户端发送的心跳信息时，节点管理模块分配服务节点，节点管理模块检测到当前用户ID为休眠用户，则休眠状态分配管理单元查找与休眠云客户端对应的服务器节点，则休眠状态管理单元查找与休眠云客户端对应的服务节点，并通过节点控制模块重启该服务节点的云服务提供程序，并由服务节点分配单元将IP地址，端口号报告给对应的云客户端，连接云服务器；
（5） 所述关闭状态分配管理单元设置有时间节点，当超过时间节点仍未收到来自云客户端的心跳信息时（即处于休眠状态的云服务器节点休眠时间超过时间节点时）或用户在客户端明确要求关闭对应的服务节点，或web要求关闭对应的服务节点等，则通知云服务器的数据保存模块对该服务节点的当前状态进行快照保存，之后通过节点控制模块彻底关闭对应的云服务节点，将用户状态置为关闭状态。
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