CN104572305A - 均衡负载的集群渲染任务调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种均衡负载的集群渲染任务调度方法，这种方法考虑在集群渲染系统中，设置一个集中的任务调度管理服务器，并配合基于任务生成时间和渲染任务量的任务优先级调度方法，为集群渲染系统提供负载均衡的渲染调度服务。发明方法可应用于集群渲染系统的构建与优化升级，获得集群渲染系统整体效率、稳定性及能效比的提升。

Description

均衡负载的集群渲染任务调度方法

技术领域

本发明涉及集群渲染云计算领域，具体涉及一种有效提高渲染节点利用率，减少渲染任务等待时间，提高任务结束比的均衡负载的集群渲染任务调度方法。

背景技术

采用图形超算集群对动画、电影场景进行渲染输出已成为动画制作和电影后期的重要支撑。它不仅可实现渲染效率的大幅提升，也可有效地提高昂贵的计算服务器的资源利用效率。为了尽可能地降低单个渲染任务的渲染时间，集群渲染系统常采用一组相似的计算节点并行地渲染某个任务。这样，在渲染任务分配时，需要将同一组渲染任务分发至多个渲染节点，然而在任务分配时需要综合考虑渲染节点的资源利用率、渲染任务的紧迫程度等。通过采用负载平衡的任务调度方法，可使得集群渲染系统能够充分地利用每个工作节点，提高渲染集群管理系统的整体工作效率。因此选择更为合理的调度方法是有效改善集群渲染系统资源利用率，提高系统工作效率的重要手段。

发明内容

针对现有集群渲染系统在负载均衡设计上的不足，本发明提供了一种均衡负载的集群渲染任务调度方法，实现集群渲染系统效率和成本的双优化。

本发明的技术方案如下：

本发明提供一种均衡负载的集群渲染任务调度方法，所述发明方法考虑在集群渲染系统中，设置统一的任务调度管理服务器，并配合具有负载均衡能力的调度算法对待渲染任务的执行序列进行优化管理。

设置的任务调度管理服务器由硬件服务器和软件服务器构成，硬件服务器可包含由常规服务器构成，软件服务器执行本发明所述的渲染任务调度管理功能，主要包括：1)检测渲染节点是否有空闲；2)根据任务产生时间和任务量，从任务等待队列中选择优先级高的任务，并将其分配工作节点执行渲染；3)将渲染完成的任务放入任务完成队列，同时将对应的渲染节点置为空闲状态。

本发明的有益技术效果是：

本发明采用综合任务生成时间和任务量的任务优先级调度算法，提升渲染系统的整体工作效率。具体地，设置任务等待队列，当有渲染节点空闲时，根据负载均衡算法从任务等待队列中取出一个优先级最高的任务执行渲染。所述发明方法可根据当前待渲染任务特点自适应地调整渲染任务执行次序，动态地适应集群渲染任务的多变性特点，最大化地发挥渲染节点的工作效率，同时保障渲染任务的即时响应和快速完成。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明方法的系统结构图；

图2是本发明方法涉及的渲染任务的管理变迁图；

图3是本发明方法的总工作流程图。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明提供一种均衡负载的集群渲染任务调度方法，在集群渲染节点与任务数据间设置统一的任务调度管理服务器，其采用本发明所提供的负载均衡任务调度算法，可以获得较高的渲染节点资源利用率。

任务调度管理服务器的总工作原理为：

1)用户不断产生渲染任务，进入等待任务池；任务调度管理服务器周期将等待任务池中的任务排入任务等待队列；

2)任务调度管理服务器循环检测渲染节点空闲状态，若没有空闲渲染节点则循环等待；

3)若有空闲节点，但任务渲染队列中有未完成的渲染任务，则优先处理渲染队列中的任务；

4)若渲染队列中所有任务均在处理，而仍有空闲工作节点，则执行负载均衡任务调度算法从任务等待队列中将优先级最高的任务调入渲染队列；

5)若渲染任务的某一帧渲染完成，则将相应的渲染节点置为空闲节点，若渲染任务所有帧渲染完成，则从渲染队列中取出该任务放入完成队列；

6)循环执行上述步骤2～5。

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

如图1所示，本发明方法系统结构为用户不断产生渲染任务，任务调度服务器根据负载均衡算法将任务分发给空闲的渲染节点，渲染完后继续渲染其它需要渲染的任务，并且多渲染任务可并发进行。

如图2所示，本发明方法管理渲染任务的不同状态：任务刚产生时，该任务进入任务等待队列；当该任务被调度进行渲染状态后，任务从等待队列中进入任务渲染队列；任务渲染完成后，进入任务完成队列。

本发明方法的任务调度原理图：负载均衡调度算法根据任务优先级对进行排序调度，优先级定义：

Pri＝r*f(s)+(1-r)*h(s) (1)

$f\left(s\right):f\left(s\right)=\frac{1}{T_s+2}---\left(2\right)$

$h\left(s\right):h\left(s\right)=\frac{1}{F_s+2}---\left(3\right)$

如式(1)所示，其中f(s)为渲染任务产生时间的优先级，T_s为在等待队列中渲染任务s产生之前的未执行任务数；h(s)为渲染任务的任务量的优先级。式(1)中r为权重因子。

如图3所示，本发明方法的总工作流程为：用户不断产生任务进入任务队列，任务调度服务器不断检测渲染节点是否有空闲，若有空闲则根据调度算法进行算法调度，并驱动渲染节点执行渲染任务。

综上，本发明本发明采用综合任务生成时间和任务量的任务优先级调度算法，提升渲染系统的整体工作效率。具体地，设置任务等待队列，当有渲染节点空闲时，根据负载均衡算法从任务等待队列中取出一个优先级最高的任务执行渲染。所述发明方法可根据当前待渲染任务特点自适应地调整渲染任务执行次序，动态地适应集群渲染任务的多变性特点，最大化地发挥渲染节点的工作效率，同时保障渲染任务的即时响应和快速完成。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种均衡负载的集群渲染任务调度方法，其特征在于，在集群渲染系统中设置一个集中的任务调度管理服务器，配合具有负载均衡能力的调度算法对待渲染任务的执行序列进行优化管理。

2.根据权利要求1所述的均衡负载的集群渲染任务调度方法，其特征在于，具体工作过程为：

1)设置的任务调度管理服务器通过管理渲染任务数据、渲染任务等待队列、正在渲染任务队列、渲染完成任务队列完成目标功能；

2)当有新任务进入系统的等待任务池时，调度管理服务器首先将其排入任务等待队列，等待调度管理服务器调度执行；

4)调度管理服务器动态地监管渲染节点，当有渲染节点空闲时，执行本发明所述的负载均衡调度算法，将任务等待队列中的某个渲染任务分配至相应的节点开始渲染；

5)负载均衡调度算法根据任务等待队列中各个任务的均衡优先级进行任务调度，优先开始调度执行优先级高的渲染任务；

6)循环执行上述步骤。

3.根据权利要求2所述的均衡负载的集群渲染任务调度方法，其特征在于，所述优先级定义方法为：

Pri＝r*f(s)+(1-r)*h(s) (1)

$f\left(s\right):f\left(s\right)=\frac{1}{T_s+2}---\left(2\right)$

$h\left(s\right):h\left(s\right)=\frac{1}{F_s+2}---\left(3\right)$

如式(1)所示，其中f(s)为渲染任务产生时间的优先级，T_s为在等待队列中渲染任务s产生之前的未执行任务数；h(s)为渲染任务的任务量的优先级；式(1)中r为权重因子。2 -->