CN111064586B

CN111064586B - 一种分布式并行计费方法

Info

Publication number: CN111064586B
Application number: CN202010179692.6A
Authority: CN
Inventors: 周虎
Original assignee: Chengdu Jisheng Technology Co ltd
Current assignee: Chengdu Jisheng Technology Co ltd
Priority date: 2020-03-16
Filing date: 2020-03-16
Publication date: 2020-06-12
Anticipated expiration: 2040-03-16
Also published as: CN111064586A

Abstract

本发明涉及计费处理方法技术领域，公开了一种分布式并行计费方法。该方法包括：将每个客户端进行计费的运算定义为一个对应的算子；服务器将算子分配给对应的客户端进行运算；当客户端不接受对应的算子，该对应的算子由服务器或者系统架构内的其它客户端进行运算。上述方案将客户端的计费运算定义为算子，客户端进行计费运算时为计算节点，将系统框架中多个客户端的算子分散到对应的客户端或者系统框架中的其它客户端上，减小服务器的计算负荷，降低对服务器性能的要求。

Description

一种分布式并行计费方法

技术领域

本发明涉及计费处理方法技术领域，特别是一种分布式并行计费方法。

背景技术

网吧行业计费方法的发展，从最原始的手工记账演变到CS架构计费系统，再到云计费系统。其中的核心技术点是如何实时计算出某一个用户上机所需要的费用，以及估算用户当前余额还能用多长时间，同时提醒用户余额不足，并在余额不足时进行充值等。随着行业的发展，应用场景越来越复杂，计算规则也越来越复杂。

当前的网吧费用计算方法都是在一个网吧的服务器或者云端的中心服务器统一计算费用。其一，基于CS架构的计费系统，每个客户端计算机需要的上网费用都是在服务端统一计算；其二，基于云端的计费系统，要么在云端中心统一计算费用，要么在每个网吧设置一个计费服务端来连接中心服务器，通过网吧的计费服务端来进行计费。

但是，网吧系统的计费对时效性要求比较高，需要实时计算费用，现有的通常做法是每30秒内计算一次每个客户端的费用，由于涉及的场景复杂，规则复杂，所有的计费集中到某个服务器上计算，使服务器负荷大，这样对服务器性能要求高，服务器费用开销大。同时网吧行业计算环境复杂，在客户端和服务端断开通讯的时候，客户端往往不知道该客户端还能使用多久，从而出现托管的问题。尽管目前的各个系统可能对这些托管问题有一些挽救措施，但是不尽完美，往往会带来一些负面问题和开销。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对目前计费系统的服务器负荷大、对服务器性能要求高的问题，提供了一种分布式并行计费方法。

本发明采用的技术方案如下：一种分布式并行计费方法，包括：

将每个客户端进行计费的运算定义为一个对应的算子，客户端进行计费运算时为计算节点；

服务器将对应的算子分配给该客户端进行运算；

当客户端不接受对应的算子，该对应的算子由服务器或者系统架构内的其它客户端进行运算。

进一步的，所述算子包括费用计算参数和算子属性信息，所述算子属性信息包括计算机IP和计算机状态信息，每个客户端对应的算子从客户端用户登录使用时在服务器上创建产生，创建后存储在服务器的算子池，并拷贝一份到本客户端，客户端用户结束使用时该算子消失。

进一步的，所述客户端在本地设置用于存储费用计算规则的计算库，所述计算库由服务器进行数据实时更新；客户端从服务器同步计算库数据：步骤a，客户端获取本地计算库；步骤b，客户端连接服务器获取最新的服务器计算库；步骤c，客户端对比客户端本地计算库和最新的服务器计算库数据；步骤d，如对比存在不同数据则客户端下载更新服务器最新的计算库并存储在本地，如对比不存在不同数据则登录服务器开始计费。

进一步的，客户端是否接受对应的算子的判断方法为：给每个客户端中央处理器的占用率设定一个阈值，当前客户端中央处理器的占用率超过阈值时不接受该客户端对应的算子。

进一步的，如果客户端正在运行算子时，中央处理器占用率超过设定阈值，服务器通知该客户端释放算子到服务器，由服务器重新分配被释放的算子。

进一步的，服务器将算子分配到对应的客户端之前，服务器根据每个客户端的中央处理器占用率信息制定客户端优先级顺序的计费队列，中央处理器占用率少的客户端在计费队列中的优先级更高，服务器按照计费队列优先级顺序依次将对应的算子分配到对应的客户端。

进一步的，当某个客户端不接受该客户端对应的算子时，服务器将该对应的算子分配到当前计费队列中优先级较高的客户端进行运算，如果计费队列中没有可分配的客户端，则由服务器负责运算该对应的算子。

进一步的，所述分布式并行计费方法还包括服务器与客户端之间的通讯优化过程：客户端与服务器进行对时；服务器将算子分配到客户端；客户端被分配算子后获取服务器设定的报时序号；客户端根据报时序号计算数据同步时间，数据定时同步到服务器。

进一步的，根据计费队列优先级依次对N个客户端制定报时序号，分别为1，2，3，...，i，...，N，i代表其中任一个客户端的报时序号；根据报时序号计算客户端i的上报时间为i%S，其中i%S表示用报时序号i对一个特定的数值S做取余运算，其中S为系统设置的跳费时间间隔秒数，跳费指第一次运行计费到第二次运行计费。

进一步的，当算子成功分配到某个客户端进行运算时，服务器会获取被分配的客户端信息（该信息主要包含从客户端获取计费信息的IP和端口）；服务器将被分配客户端信息同步到算子对应的客户端；如果客户端和服务器之间的通讯出现故障（如果在客户端计费的过程中，出现与服务器网络故障，或者服务器机器关机的情况），本客户端去连接运行本客户端对应的算子的客户端，本客户端获取自身计费信息；如果本客户端无法连接运行本客户端对应的算子的客户端，本客户端强制启动本地的计算库，本客户端运行本客户端对应的算子。

与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本发明的技术方案，将客户端的计费运算定义为算子，客户端进行计费运算时为计算节点，将系统框架中多个客户端的算子分散到客户端，减小服务器的计算负荷，降低对服务器性能的要求；同时客户端的算子也可以通过网络游离到服务器，提高计费方式的灵活性。本发明的技术方案即使在客户端和服务端断开通讯的时候，也不会出现托管问题。

附图说明

图1为本发明的分布式并行计费方法流程示意图。

图2为本发明实施例中的系统框架结构图。

图3为实施例中客户端计算节点实现的硬件模块示意图。

图4为实施例中服务器实现的硬件模块示意图。

图5为实施例中客户端从服务器同步计算库数据流程示意图。

图6为实施例中服务器分配算子的流程示意图。

图7为实施例中服务器将算子分配到系统架构中的其他客户端进行运算的流程示意图。

图8为实施例中为了避免网络峰值突增，服务器与客户端之间的通讯优化流程示意图。

图9为实施例中避免客户端和服务器之间通讯出现问题时产生托管的情况，设置的防止托管的优化算法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

如图2所示的系统构架中服务器下具有N个客户端，包括PC1、PC2，...，PCN，如图1所示，本实施例的分布式并行计费方法，包括：将每个客户端进行计费的运算定义为一个对应的算子，即将每一个客户端PC1、PC2，...，PCN进行计费的运算分别定义为算子1，算子2，...,算子N，算子N为客户端PCN对应的算子，通过算子可以对一个客户端进行计费，客户端进行计费运算时为计算节点；算子并不是固定存储在某个客户端中，每个算子可以游离到网络中的任何一个客户端中，当客户端客户端能接受对应的算子时，服务器将算子分配给对应的客户端进行运算，即此时当前客户端负责自身计费的运算；当客户端不接受对应的算子，例如PCN不接受对应的算子N，该对应的算子N由服务器或者系统架构中的其它客户端计算节点（PC1，PC2，PC3，...，PCN-1）进行运算，当所有的客户端计算节点都不接受算子时，由服务器进行运算。上述方案将客户端的计费运算定义为算子，进行算子运算的客户端或者服务器定义为计算节点，将系统框架中多个客户端的算子分散到客户端计算节点或者服务器计算节点，减小服务器的计算负荷，降低对服务器性能的要求。

该实施例中，系统架构中包括一台服务器和N个客户端；如图3所示，计算节点包含网络通讯模块和运算池；服务器辅助整体的调度，如图4所示该服务器实现的硬件模块包含网络通讯模块，算子调度模块、算子池和运算池；计算节点和服务器之间的通讯基于各自的网络通信模块进行；每个客户端进行计费的运算定义为对应的算子，客户端和对应的算子是一一对应的，所有客户端的对应的算子均存放在服务器中的算子池中，算子池中具有游离状态的、计算中状态的、以及在运算池中的；服务器的运算池用于支撑在服务器中对算子的计算，客户端的运算池用于支撑在客户端中对算子的计算；服务器算子调度模块用于实现服务器对算子的分配工作。

作为其中一个实施例，算子是用于计算客户端的费用，所以应包括进行运算的输入数据以及附加信息，将算子进行运算就能计算出某个客户端所产生的费用。本实施例中所述算子包括费用计算参数和算子属性信息，所述算子属性信息包括计算机IP和计算机状态信息，每个客户端对应的算子从客户端用户登录使用时由服务器创建产生，创建后拷贝一份到本客户端，客户端用户结束使用时该算子消失。如果网吧场景的某个客户端重新登录后，会产生新的算子，所有的算子由服务器统一调度。

作为其中一个实施例，所述客户端在本地设置用于存储费用计算规则的计算库，所述计算库由服务器维护，实现数据实时更新；如图5所示，客户端计算节点从服务器同步计算库数据，同步流程如下：步骤a，客户端获取本地计算库MD5；步骤b，客户端连接服务器获取服务器计算库MD5；步骤c，客户端对比客户端本地计算库和最新的服务器计算库MD5数据；步骤d，如对比存在不同数据则客户端下载更新服务器最新的计算库并存储在本地，如对比不存在不同数据则登录服务器开始计费。客户端加载了本地计算库之后则是一个计算节点。

作为其中一个实施例，客户端是否接受对应的算子的判断方法为：给每个客户端中央处理器的占用率设定一个阈值（本发明设定的判断阈值也可以是关于计算中其它资源的消耗量），当前客户端中央处理器（CPU）的占用率超过阈值时不接受该客户端对应的算子。如图3中，客户端计算结点架构中包括性能监视模块用于监测中央处理器的占用，如果该客户端中央处理器占用多，再同时负责自身计费的运算，会进一步加大客户端资源消耗，这时释放该客户端对应的算子，就可以降低本机资源消耗。

作为其中一个实施例，服务器将算子分配到对应的客户端之前，服务器制定一个客户端优先级顺序的计费队列，优先级的计算方式：如果CPU占用率一致，比较每个计算节点上的运行算子数，如果算子数量一致再比较客户端连接服务器的先后顺序。如图6所示，服务器创建算子后，算子放入算子池，算子信息同步给客户端，如果计费队列中有可用的计算节点，服务器按照计费队列优先级顺序依次将算子运算任务指派给对应的客户端；基于计费优先级队列，使服务器对算子的分配工作有序进行，避免同时分配造成网络消耗突增的波动。另外，有了这个计费队列后，当有客户端中央处理器的占用率超过阈值而不接受该客户端对应的算子，此时没有可用的计算结点，将该算子放入服务器运算池，由服务器自己承担或者其他客户端承担运算；一方面，服务器可以自己承担该算子的运算；另一方面，为了进一步降低服务器的负荷，也可以将该对应的算子分配到当前计费队列中优先级较高的客户端进行运算：具体实现过程如下：如图7所示，计费队列中客户端为一个可用计算节点池，服务器定时检测计算节点池是否有资源，如果没有可以分配的客户端资源，即计费队列里面没有可用的计算节点，则继续进行定时检测，由服务器承担该算子的运算；如果有可以分配的客户端资源，则看服务器运算池是否为空，如果为空则进行继续进行定时检测，如果不为空则按照计费队列的优先级顺序将算子分配到可用的计算节点，计算节点接受任务，计算节点运行，这样释放服务器运算池一个运算。

这里需要注意的是：所有的算子运行后并不是固定在某个客户端或者服务器一直运行，算子在计算的过程中也可以用服务器进行调度，重新分配计算。并且基于尽可能的降低服务器的运算量，当有可用的计算节点，服务器重新分配算子给计算节点。

服务器制定一个客户端优先级顺序的计费队列的方法为：服务器接收每个客户端定时上报的中央处理器占用率信息，服务器会实时掌握每个客户端的CPU消耗情况，服务器根据每个客户端的中央处理器占用率信息制定计费队列，中央处理器平均占用率少的客户端在计费队列中的优先级更高。该实施例中，客户端的CPU占用越少，那么优先承担自身客户端的计费运算，如果CPU占用相同，那么根据客户端已经运算算子数量再次计算优先级，算子数量少的优先，如果仍然优先级一样，那么更具服务器分配的序号，序号小的优先。

这里需要注意的是：客户端会上报算子运算数据到服务器，如果客户端中央处理器的占用率已经超过阈值，也要上报报警信息到服务器，告知服务器收回该客户端上运算的算子；服务器也会反馈数据到客户端上，通知客户端的算子是否还需要运算，如果收到服务器收回算子的命令，则客户端释放算子，服务器判断是否需要运算的方法可以为：3次连续的报警超过阈值。

作为其中一个实施例，为了避免网络峰值突增，需要对网络通讯进行优化，分布式运算，尽可能的让网络通信量平均，服务器与客户端之间的通讯优化过程：如图8所示，客户端与服务器进行对时；服务器将算子分配到客户端；客户端获取算子后获取服务器设定的报时序号；客户端根据报时序号计算数据同步时间，数据定时同步到服务器。

其中，根据计费队列优先级依次对N个客户端制定报时序号，分别为1，2，3，...，i，...，N，i代表其中任一个客户端的报时序号，根据报时序号计算客户端i的上报时间为i%S，其中i%S表示用报时序号i对一个特定的数值S做取余运算，S取计费系统跳费时间间隔秒数。

下面举例说明一种具体的实现过程：首先客户端计算机和服务器会进行对时，登录后客户端和服务器的时间是一致的的。每个客户端定时的时钟是一样的，实际上报的时刻不一样。例如，当有50个计算机（PC1，PC2，...,PC50），计费系统30秒进行一次跳费，S取值为30，设定PC1在1s,31s,61s上报数据，PC2在2s，32s,,62s上报数据，...,PC30在30s，60s，90S,以此类推，PC50在20s，50s，80S上报数据，目的是降低服务器并发的情况。

作为其中一个实施例，为了避免客户端和服务器之间通讯出现问题时产生托管的情况，设置了防止托管的优化算法，如图9所示，以计算机PCN为例，设定计算机PCN对应的算子被分配给计算机PC1运行，当算子运算任务成功分配到客户端（计算机PCN1）进行运算时，服务器告知被计算节点（计算机PCN），其算子运行节点（算子运算节点为计算机PC1）；客户端（计算机PCN）定时获取当前计费结果信息：如果被计算客户端（计算机PCN）与服务器没有断连，客户端（计算机PCN）定时基于服务器获取当前计费结果信息；如果被计算客户端（计算机PCN）与服务器断连，则看计算节点是否为本机，因为本实施例计算机PCN算子运行节点为计算机PC1，因此计算节点不是本机，则计算机PCN与计算节点（计算机PC1）连接获取计算机PCN的计费结果；如果计算机PCN与计算节点（计算机PC1）无法连接，这时强制将计算机PCN算子在本机运行。这种情况下中央处理器阈值的限制不再生效。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。

Claims

1.一种分布式并行计费方法，其特征在于，包括：

将每个客户端进行计费的运算定义为一个对应的算子；

服务器将对应的算子分配给该客户端进行运算，给每个客户端中央处理器的占用率设定一个阈值，当前客户端中央处理器的占用率超过阈值时不接受该客户端对应的算子，当客户端不接受对应的算子，该对应的算子由服务器或者系统架构内的其它客户端进行运算；

如果客户端正在运行算子时，中央处理器占用率超过设定阈值，服务器通知该客户端释放算子到服务器，由服务器重新分配被释放的算子；

所述客户端在本地设置用于存储费用计算规则的计算库，所述计算库由服务器进行数据实时更新；客户端从服务器同步计算库数据：步骤a，客户端获取本地计算库；步骤b，客户端连接服务器获取最新的服务器计算库；步骤c，客户端对比客户端本地计算库和最新的服务器计算库数据；步骤d，如对比存在不同数据则客户端下载更新服务器最新的计算库并存储在本地，如对比不存在不同数据则登录服务器开始计费；

当算子成功分配到某个客户端进行运算时，服务器会获取被分配的客户端信息；服务器将被分配客户端信息同步到算子对应的客户端；如果客户端和服务器之间的通讯出现故障，本客户端去连接运行本客户端对应的算子的客户端，本客户端获取自身计费信息；如果本客户端无法连接运行本客户端对应的算子的客户端，本客户端强制启动本地的计算库，本客户端运行本客户端对应的算子。

2.如权利要求1所述的分布式并行计费方法，其特征在于，所述算子包括费用计算参数和算子属性信息，所述算子属性信息包括计算机IP和计算机状态信息，每个客户端对应的算子从客户端用户登录使用时在服务器上创建产生，创建后存储在服务器的算子池，并拷贝一份到本客户端，客户端用户结束使用时该算子消失。

3.如权利要求1所述的分布式并行计费方法，其特征在于，服务器将算子分配到对应的客户端之前，服务器根据每个客户端的中央处理器占用率信息制定客户端优先级顺序的计费队列，中央处理器占用率少的客户端在计费队列中的优先级更高，服务器按照计费队列优先级顺序依次将对应的算子分配到对应的客户端。

4.如权利要求3所述的分布式并行计费方法，其特征在于，当某个客户端不接受该客户端对应的算子时，服务器将该对应的算子分配到当前计费队列中优先级较高的客户端进行运算，如果计费队列中没有可分配的客户端，则由服务器负责运算该对应的算子。

5.如权利要求3所述的分布式并行计费方法，其特征在于，还包括服务器与客户端之间的通讯优化过程：客户端与服务器进行对时；服务器将算子分配到客户端；客户端被分配算子后获取服务器设定的报时序号；客户端根据报时序号计算数据同步时间，数据定时同步到服务器。

6.如权利要求5所述的分布式并行计费方法，其特征在于，根据计费队列优先级依次对N个客户端制定报时序号，分别为1，2，3，...，i，...，N，i代表其中任一个客户端的报时序号；根据报时序号计算客户端i的上报时间为i％S，其中i％S表示用报时序号i对一个特定的数值S做取余运算，其中S为系统设置的跳费时间间隔秒数。