CN105991478B - 服务器资源分配方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及计算机信息，公开了一种服务器资源分配方法及其系统。在本发明中，获取空闲服务器资源数量和所在的物理位置信息，并选择空闲服务器资源数量最多的物理位置来优先分配其中的空闲服务器资源，有利于每次分配的可控性，以平衡各物理位置所具有空闲服务器资源的数量比例，在出现物理性事故时可以防止受影响的业务比例过大。此外，根据所获取的信息先建立索引树，并基于该索引树进行服务器资源分配，提高了服务器资源分配的效率。

Description

服务器资源分配方法及其系统

技术领域

本发明涉及计算机信息，特别涉及服务器资源分配方法及其系统。

背景技术

通过人工对机器资源进行分配，效率低并且分配的效果不好，例如机房重复分配或者机房间负载不平衡。

随着云服务的普及和大量分配的需求日益渐增，对机器资源优先分配的自动化与可持续性管理需求的重要越来越突现，

发明内容

本发明的目的在于提供一种服务器资源分配方法及其系统，有利于每次分配的可控性，以平衡各物理位置所具有空闲服务器资源的数量比例。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种服务器资源分配方法，包括以下步骤：

获取空闲服务器资源数量和所在的物理位置信息；

根据所获取的信息选择空闲服务器资源数量最多的物理位置作为最空闲物理位置；

优先分配属于最空闲物理位置的空闲服务器资源。

本发明的实施方式还公开了一种服务器资源分配系统，系统包括：

获取单元，用于获取空闲服务器资源数量和所在的物理位置信息；

选择单元，用于根据获取单元获取的信息选择空闲服务器资源数量最多的物理位置作为最空闲物理位置；以及

分配单元，用于优先分配属于最空闲物理位置的空闲服务器资源。

本发明实施方式与现有技术相比，主要区别及其效果在于：

在本发明的方法中，获取空闲服务器资源数量和所在的物理位置信息，并选择空闲服务器资源数量最多的物理位置来优先分配其中的空闲服务器资源，有利于每次分配的可控性，以平衡各物理位置所具有空闲服务器资源的数量比例，在出现物理性事故时可以防止受影响的业务比例过大。

进一步地，根据所获取的信息先建立索引树，并基于该索引树进行服务器资源分配，提高了服务器资源分配的效率。

进一步地，根据所需分配的服务器资源数量和服务器资源类型对各子分配请求进行从大到小的排序，并按照顺序进行服务器资源分配，可以提高整体的分配成功率。

进一步地，将进行过服务器资源分配的物理位置的相关信息删除，以从不同物理位置对服务器资源进行分配，从而提高容灾能力。

进一步地，在分配服务器资源时，考虑各服务器资源的性能差异，以更好地实现负载平衡。

附图说明

图1是本发明第一实施方式中一种服务器资源分配方法的流程示意图；

图2是本发明第三实施方式中一种服务器资源分配方法的流程示意图；

图3是本发明第三实施方式中一种服务器资源分配方法中集群分配请求队列的示意图；

图4是本发明第三实施方式中一种服务器资源分配方法中索引树的结构示意图；

图5是本发明第四实施方式中一种服务器资源分配系统的结构示意图。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明第一实施方式涉及一种服务器资源分配方法。图1是该服务器资源分配方法的流程示意图。如图1所示，该服务器资源分配方法包括以下步骤：

在步骤101中，获取空闲服务器资源数量和所在的物理位置信息。可以理解，服务器资源主要是指处理器资源和存储器资源，是有具体物理位置的资源，例如在机房A的机架B上。

此后进入步骤102，根据所获取的信息选择空闲服务器资源数量最多的物理位置作为最空闲物理位置。

此后进入步骤103，优先分配属于最空闲物理位置的空闲服务器资源。

此后结束本流程。

在本实施方式的方法中，获取空闲服务器资源数量和所在的物理位置信息，并选择空闲服务器资源数量最多的物理位置来优先分配其中的空闲服务器资源，有利于每次分配的可控性，以平衡各物理位置所具有空闲服务器资源的数量比例，在出现物理性事故时可以防止受影响的业务比例过大。

优选地，在分配服务器资源时，考虑各服务器资源的性能差异，以更好地实现负载平衡。具体地说：

上述空闲服务器资源数量是根据各服务器资源的性能比例计算的相对空闲服务器资源数量。例如，物理位置A处具有m个服务器资源a和n个服务器资源b，物理位置B处具有n个服务器资源a和m个服务器资源b，服务器资源a具有性能i，服务器资源b具有性能j，若以服务器资源a为基准，则物理位置A处具有m+n*j/i个服务器资源a，物理位置B处具有n+m*j/i个服务器资源a。

此外，可以理解，在本发明的其他实施方式中，空闲服务器资源数也可以是服务器资源的绝对数量。

本发明第二实施方式涉及一种服务器资源分配方法。第二实施方式在第一实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：根据所获取的信息先建立索引树，并基于该索引树进行服务器资源分配，提高了服务器资源分配的效率。具体地说：

在步骤102中包括以下子步骤：

根据所获取的信息建立索引树，在该索引树中以物理位置为节点并根据各物理位置处的空闲服务器资源数量对各物理位置进行从大到小的排序，索引树的顶部节点对应空闲服务器资源数量最多的物理位置。

此外，可以理解，在某些实例中，也可以根据所获取的信息建立其他形式的索引，例如B+树、队列、列表等，只要能够快速选取出空闲服务器资源数量最多的物理位置即可。

则在步骤103中，从索引树中取出顶部节点作为待分配节点、并优先分配该待分配节点中的空闲服务器资源。

可选地，在步骤103后还可以包括以下步骤：

更新待分配节点的剩余空闲服务器资源数量，并将该待分配节点重新插入索引树。

或是在步骤103后还可以包括以下步骤：

删除最空闲物理位置的相关信息。

将进行过服务器资源分配的物理位置的相关信息删除，以从不同物理位置对服务器资源进行分配，从而提高容灾能力。

此外，可以理解，在某些实例中，也可以根据实际情况，选择同一物理位置为多个分配请求进行服务器资源分配。

本发明第三实施方式涉及一种服务器资源分配方法。第三实施方式在第一或第二实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：根据所需分配的服务器资源数量和服务器资源类型对各子分配请求进行从大到小的排序，并按照顺序进行服务器资源分配，可以提高整体的分配成功率。具体地说：

在步骤103前还包括以下步骤：

接收分配请求，该分配请求包括多个子分配请求。

在步骤103中包括以下子步骤：

根据所需分配的服务器资源数量和服务器资源类型将多个子分配请求进行从大到小的排序；

按照顺序依次为各子分配请求分配属于最空闲物理位置的空闲服务器资源。

以下将以机房、机架和机器为例进一步对上述方法进行详细描述。在本实施例中，通过将各机房、机架、机型的机器资源虚拟化成一个资源池的概念，来为机器需求提供一个优化的策略，然后分配出相应的机器资源，当有机器归还时，相对地，把相应的机器放回池中。

图2示出了资源池分配资源的主要流程。如图2所示，整个过程以分配请求(Request)开始，先基于资源池中机房及机架的可获得资源数量信息建立索引树，这里仅对资源的位置信息进行索引树的建立，这对对象建立、数据库的访问、程序内存占用等可以节省很多成本，类似于很多搜索引擎的设计方法，整个池中信息量会很大，而每一次的资源分配，一般都只有几台的机器信息而已，这里在流程上多加一步获取资源(Get Resources)即可获取目标资源的信息，提高了整个流程在时间与空间两方面的效率。然后针对分配请求进行策略分配，若分配失败，则返回平台，报告资源不够，若成功，则进一步去资源池中索取分配资源的具体信息，并把信息返回给平台。

在上述实现资源分配的过程中具有两个类似容器的结构ResourceTank与ClusterMode。

其中ResourceTank是一棵最大堆索引树，用于直接操作从资源池中分配机器时查找机器位置的类结构，它以机房对象(ResourceRoom)为节点元素，并以每个机房的空闲机器数为优先级排列的标准，最多的为树顶，每次操作只需要取头元素，即pool()，就可取出资源最充足的机房。而ResourceRoom也是一个以机架资源信息建立的大堆树，同样以每个机架的空闲机器数为优先级排列的标准，最多的为树顶，每次pool()，即可取出资源最充足的机架。可以理解，在本发明的其他实施例中，也可以在最大堆索引树中直接以机架对象为节点元素，并以每个机架的空闲机器数为优选级排列的标准，最多的为树顶，每次操作只需要取头元素，即pool()，就可取出资源最充足的机架。上述机房和机架即相当于物理位置。

其中ClusterMode是分配模型，这是由来自Request的信息所建立的，它包含了一个或多个集群的模型，它本质上是一个优先级队列类型的容器(如图3所示的集群分配请求队列)，元素为单集群模型(SingleClusterMode)。它的优先级排列会以每个SingleClusterMode的分配复杂度及分配资源数量为优先级排列的标准，越复杂及数量越大的优先级越高，这样可以促使把最难分配的SingleClusterMode成功分配，然后再去做简单结构的SingleClusterMode分配，从而可以提高整个ClusterMode分配的成功率。具体地说：

1.整个分配过程开始后，遍历集群分配请求队列中的每一个单集群模型(即子分配请求)，每取到一个小集群模型时，就是一个分配请求。

2.然后开始进入索引树结构中去进行分配。如图4所示，找到的top节点元素(即顶部节点)就可以看作为一个机房对象，里面又聚合了机架元素的最大树，所要包含了此机房每个机架上的机器数量类型统计信息。通过这些信息就可以判断出第一个满足要求的机房，也是目前资源最充足的机房。

3.得出此位置信息后直接从资源池中分配出所需要的机器，每次分配出资源的同时，索引树的top节点元素都会同步更新，保持信息的实时性，以便于给整个大集群的可持续分配。这里每次使用top分配完一个小集群之后，若同一机房可以重复出现此次分配的多个小集群时，则重新把top节点元素再次插入索引树，不然就把此top去除。可以根据实际需求灵活地变动。

4.由1至3步骤循环，直到集群请求队列遍历完成，此次分配才算完成，如果中间有任何一步失败，此次分配直接失败返回。

使用最大堆建立资源位置索引树的意义不在于排序，而是在于资源选择时的优先调度管理，能快速定位资源最充足的机房机架，建立一个最大堆的复杂度为O(NlogN)，而在堆结构中插入一个值重新构造堆结构，取走最大/最下值后重新构造堆结构，其时间复杂度为O(logN)，而其他方法最少为O(N)。假设同构情况下，有m个机房，每个机房有n个机架，且每个机房可重复分配，如果要分配一个包含了x个小集群，每个小集群需要y台机器资源的集群模型，按照普通的方法这里的时间复杂度为m^xn^y，而使用索引树的方法时O(MNlogM*logN+xlogM*ylogN)，可以看出随着集群分配量的加大或资源池本身的增大，索引树在查找资源时的优势也相应扩大。有了这二个结构(索引树结构和最大堆结构)，在每次分配过程中，都可以很容易地做到两个方面，资源池会从多开始分配，集群分配模型会从复杂开始分配。从整体资源上看，这对整个资源池内部的机房、机架之间的平衡无疑是非常有利的；从实施逻辑上来看，这无疑把复杂度降低了。

由上可以看到，上述方法使用资源位置信息建立索引树，提高了分配效率，也相对平衡了机房机架的负载，并且对分配请求进行优先级化，提高了整体的分配成功率，从而在机房资源分配调度管理方面具有很强的简便性。可以理解，上述方法也可以应用于其他具有物理位置的资源分配上，例如各仓库中的资源等。

以上各改进组合后形成本发明的较佳实施方式，但各改进也可以分别使用。

本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是以软件、硬件、还是固件方式实现，指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储器中(例如永久的或者可修改的，易失性的或者非易失性的，固态的或者非固态的，固定的或者可更换的介质等等)。同样，存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable ArrayLogic，简称“PAL”)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称“RAM”)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory，简称“PROM”)、只读存储器(Read-Only Memory，简称“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM，简称“EEPROM”)、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc，简称“DVD”)等等。

本发明第四实施方式涉及一种服务器资源分配系统。图5是该服务器资源分配系统的结构示意图。如图5所示，该服务器资源分配系统包括：

获取单元，用于获取空闲服务器资源数量和所在的物理位置信息。可以理解，服务器资源主要是指处理器资源和存储器资源，是有具体物理位置的资源，例如在机房A的机架B上。

选择单元，用于根据获取单元获取的信息选择空闲服务器资源数量最多的物理位置作为最空闲物理位置。以及

分配单元，用于优先分配属于最空闲物理位置的空闲服务器资源。

在本实施方式的系统中，获取单元获取空闲服务器资源数量和所在的物理位置信息，选择单元选择空闲服务器资源数量最多的物理位置来优先分配其中的空闲服务器资源，有利于每次分配的可控性，以平衡各物理位置所具有空闲服务器资源的数量比例，在出现物理性事故时可以防止受影响的业务比例过大。

优选地，在分配服务器资源时，考虑各服务器资源的性能差异，以更好地实现负载平衡。具体地说：

上述空闲服务器资源数量是根据各服务器资源的性能比例计算的相对空闲服务器资源数量。例如，物理位置A处具有m个服务器资源a和n个服务器资源b，物理位置B处具有n个服务器资源a和m个服务器资源b，服务器资源a具有性能i，服务器资源b具有性能j，若以服务器资源a为基准，则物理位置A处具有m+n*j/i个服务器资源a，物理位置B处具有n+m*j/i个服务器资源a。

此外，可以理解，在本发明的其他实施方式中，空闲服务器资源数也可以是服务器资源的绝对数量。

第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第一实施方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施方式中。

本发明第五实施方式涉及一种服务器资源分配系统。第五实施方式在第四实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：构建子单元根据所获取的信息先建立索引树，并基于该索引树进行服务器资源分配，提高了服务器资源分配的效率。具体地说：

选择单元包括构建子单元，用于根据获取单元获取的信息建立索引树，在该索引树中以物理位置为节点并根据各物理位置处的空闲服务器资源数量对各物理位置进行从大到小的排序，索引树的顶部节点对应空闲服务器资源数量最多的物理位置。

此外，可以理解，在某些实例中，也可以根据所获取的信息建立其他形式的索引，例如B+树、队列、列表等，只要能够快速选取出空闲服务器资源数量最多的物理位置即可。

则上述分配单元用于从构建子单元建立的索引树中取出顶部节点作为待分配节点、并优先分配该待分配节点中的空闲服务器资源。

可选地，上述系统还可以包括更新单元，用于在分配单元进行空闲服务器资源分配后更新待分配节点的剩余空闲服务器资源数量，并将该待分配节点重新插入索引树。

或上述系统还可以包括删除单元，用于在分配单元进行空闲服务器资源分配后删除最空闲物理位置的相关信息。

将进行过服务器资源分配的物理位置的相关信息删除，以从不同物理位置对服务器资源进行分配，从而提高容灾能力。

此外，可以理解，在某些实例中，也可以根据实际情况，选择同一物理位置为多个分配请求进行服务器资源分配。

第二实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第二实施方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施方式中。

本发明第六实施方式涉及一种服务器资源分配系统。第六实施方式在第四或第五实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于：排序子单元根据所需分配的服务器资源数量和服务器资源类型对各子分配请求进行从大到小的排序，分配子单元按照顺序进行服务器资源分配，可以提高整体的分配成功率。具体地说：

上述系统还包括接收单元，用于在分配单元进行空闲服务器资源分配前接收分配请求，该分配请求包括多个子分配请求。

上述分配单元包括：

排序子单元，用于根据所需分配的服务器资源数量和服务器资源类型将接收单元接收的多个子分配请求进行从大到小的排序。以及

分配子单元，用于按照顺序依次为各子分配请求分配属于最空闲物理位置的空闲服务器资源。

第三实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式，本实施方式可与第三实施方式互相配合实施。第三实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第三实施方式中。

综上，本发明的服务器资源分配方法及其系统具有以下几个优点：

1、分配策略具体实现采用了最大堆等数据结构与多重比较方法，这样有利于每次分配的可扩展性与复杂度可控性，做到了优先考虑服务器资源现存数量的问题，这一点可以帮助平衡各物理位置各自拥有服务器资源的数量比例；

2、对于集群间的分配，具有高可扩展性，支持多集群分配和异构类型的集群分配，同时考虑到容灾能力的提高，在没有指定机房的情况下，分配策略分自动将各集群选定在不同机房；

3、对于单个小集群内的分配，同样具备了高可扩展性与高异构性，最极端的情况下，可以配成集群内部各服务器之间的类型各异。

需要说明的是，本发明各设备实施方式中提到的各单元都是逻辑单元，在物理上，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现，这些逻辑单元本身的物理实现方式并不是最重要的，这些逻辑单元所实现的功能的组合才是解决本发明所提出的技术问题的关键。此外，为了突出本发明的创新部分，本发明上述各设备实施方式并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，这并不表明上述设备实施方式并不存在其它的单元。

需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (6)

1.一种服务器资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取空闲服务器资源数量和所在的物理位置信息，所述空闲服务器资源数量是根据各服务器资源的性能比例计算的相对空闲服务器资源数量；

根据所获取的物理位置信息选择空闲服务器资源数量最多的物理位置作为最空闲物理位置，其中，仅根据所获取的物理位置信息建立索引树，在该索引树中以物理位置为节点并根据各物理位置处的空闲服务器资源数量对各物理位置进行从大到小的排序，所述索引树的顶部节点对应空闲服务器资源数量最多的物理位置；

接收分配请求，该分配请求包括多个子分配请求；

优先分配属于所述索引树的顶部节点对应的最空闲物理位置的空闲服务器资源，包括以下子步骤：根据所需分配的服务器资源数量和服务器资源类型将所述多个子分配请求进行从大到小的排序，以及，按照顺序依次为各子分配请求分配属于所述最空闲物理位置的空闲服务器资源；其中

得到所述最空闲物理位置信息后，直接从资源池中分配出所需要的机器，并且，每次分配出资源的同时，所述索引树的顶部节点的物理位置信息同步更新，保持最空闲物理位置信息的实时性，以可持续分配所述服务器资源。

2.根据权利要求1所述的服务器资源分配方法，其特征在于，所述“优先分配属于所述索引树的顶部节点对应的最空闲物理位置的空闲服务器资源”的步骤中，从所述索引树中取出顶部节点作为待分配节点、并优先分配该待分配节点中的空闲服务器资源；

所述“优先分配属于所述索引树的顶部节点对应的最空闲物理位置的空闲服务器资源”的步骤后还包括以下步骤：

更新所述待分配节点的剩余空闲服务器资源数量，并将该待分配节点重新插入所述索引树。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的服务器资源分配方法，其特征在于，所述“优先分配属于所述索引树的顶部节点对应的最空闲物理位置的空闲服务器资源”的步骤后还包括以下步骤：

删除所述最空闲物理位置的相关信息。

4.一种服务器资源分配系统，其特征在于，所述系统包括：

获取单元，用于获取空闲服务器资源数量和所在的物理位置信息，所述空闲服务器资源数量是根据各服务器资源的性能比例计算的相对空闲服务器资源数量；

选择单元，用于根据所述获取单元获取的物理位置信息选择空闲服务器资源数量最多的物理位置作为最空闲物理位置，其中，仅根据所获取的物理位置信息建立索引树，在该索引树中以物理位置为节点并根据各物理位置处的空闲服务器资源数量对各物理位置进行从大到小的排序，所述索引树的顶部节点对应空闲服务器资源数量最多的物理位置；以及

接收单元，用于在所述分配单元进行空闲服务器资源分配前接收分配请求，该分配请求包括多个子分配请求；

分配单元，用于优先分配属于所述索引树的顶部节点对应的最空闲物理位置的空闲服务器资源，其中，所述分配单元包括：排序子单元，用于根据所需分配的服务器资源数量和服务器资源类型将所述接收单元接收的多个子分配请求进行从大到小的排序；以及，分配子单元，用于按照顺序依次为各子分配请求分配属于所述最空闲物理位置的空闲服务器资源；其中，得到所述最空闲物理位置信息后，直接从资源池中分配出所需要的机器，并且，每次分配出资源的同时，所述索引树的顶部节点的物理位置信息同步更新，保持最空闲物理位置信息的实时性，以可持续分配所述服务器资源。

5.根据权利要求4所述的服务器资源分配系统，其特征在于，所述分配单元用于从构建子单元建立的索引树中取出顶部节点作为待分配节点、并优先分配该待分配节点中的空闲服务器资源；

所述系统还包括更新单元，用于在所述分配单元进行空闲服务器资源分配后更新所述待分配节点的剩余空闲服务器资源数量，并将该待分配节点重新插入所述索引树。

6.根据权利要求4至5中任一项所述的服务器资源分配系统，其特征在于，所述系统还包括删除单元，用于在所述分配单元进行空闲服务器资源分配后删除所述最空闲物理位置的相关信息。