CN113515363A - 面向异型任务高并发的多层次数据处理系统动态调度平台 - Google Patents

面向异型任务高并发的多层次数据处理系统动态调度平台 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种面向异型任务高并发的多层次数据处理系统动态调度平台，基于B/S结构来实现，采用消息驱动架构，包括系统客户端层、WebServer层网页服务器、集中管理与任务调度层、桥接层、数据处理层，其中系统客户端层用于实即现用户与该平台的交互，集中管理与任务调度层用于实现该平台的核心业务应用，桥接层利用RabbitMQ来实现消息队列服务；数据处理层包含若干个处理节点，每个节点可加载不同功能的数据处理软件，数据处理层用于处理卫星平台获取的原始数据；WebServer层用于响应网页浏览器的请求，然后把处理后的结果反馈给浏览器进行显示。本发明通过设计不同类型的混合任务并发的分层调度策略,完成异型任务高并发多层次数据处理系统的动态调度实时应用。

Description

面向异型任务高并发的多层次数据处理系统动态调度平台
技术领域
本发明属于数据处理系统领域，尤其涉及一种面向异型任务高并发的多层次数据处理系统动态调度平台。
背景技术
随着各类信息技术的发展，指挥调度所依托的辅助决策信息由平面化转为立体化，由单一型转化为多维型。伴随着这种变化，指挥调度系统的发展需要能够适应这种变化，因此使用单位对指挥调度平台的智能化要求越来越高。基于智能交互界面互联网的指挥调度平台操作简洁、智能，契合了指挥中心的人机便捷化使用需要，符合了智能化指挥中心发展趋势。
传统的指挥调度平台通过利用软件平台建立数据库、编设组件模块等方式实现，需要整合指挥调度需要的各类数据。一般通过通信集群、调度机等方式取得数据，然后基于单一系统数据信息进行指挥调度。但是，当涉及复杂事件和多部门协作处置时，需要依托来自信息系统的各类信息提供支持决策，需要指挥调度平台根据不同场景合理进行处置。因此，指挥调度平台需要对来自多个网络的信息进行按需整合使用，以实现综合实时态势呈现，从而为指挥调度提供可视化辅助研判信息支撑，实现全维度态势感知。
传统的指挥调度平台的信息整合能力有限，多网络信息整合困难，无法实现综合指挥调度，传统的实时指挥系统具有专用性，由于要满足实时任务的时间约束，因此首先要对系统中的所有实时任务做一个全局的分析，再进行统一的调度，每当有新的实时任务加入时，都要重新对系统的实时任务做分析。对于硬实时周期任务调度模型，该模型能够准确分析及预测实时任务的调度特性，相关算法都是基于该模型提出的。早期国内外对于调度策略和调度算法的研究成果都有很强的针对性，通常一种调度算法都是根据一类实时任务的特性而构造出来的，因此对于单一类型任务的调度算法比较成熟，但是没有一种调度算法可以适合多种类型的任务。
近年来，为了适应实时系统应用需求的发展，支持多种类型的软硬实时任务的混合的复杂调度，对实时调度理论的研究提出了新的要求。在这些同时存在硬实时任务和软实时任务的混合实时系统中，对于调度的要求也由保证实时任务的正确执行转变为要保证指挥调度系统的整体实时性。对于混合任务集的调度，主要着力解决在满足硬实时任务的前提下，如何提高软实时任务的执行效率。
发明内容
针对现有的动态调度平台难以适应多类型实时任务需求的问题，本发明公开了一种面向异型任务高并发的多层次数据处理系统动态调度平台，该平台基于B/S结构来实现，采用消息(MS)驱动架构，包括系统客户端层、WebServer层网页服务器、集中管理与任务调度层、桥接层、数据处理层，其中系统客户端层用于实即现用户与该平台的交互，集中管理与任务调度层用于实现该平台的核心业务应用，桥接层利用RabbitMQ来实现消息队列服务；数据处理层包含若干个处理节点，每个节点可加载不同功能的数据处理软件，数据处理层用于处理卫星平台获取的原始数据；WebServer层用于响应网页浏览器的请求，然后把处理后的结果反馈给浏览器进行显示；
其中，系统客户端层与WebServer层相连接，集中管理与任务调度层与WebServer层相连接，集中管理与任务调度层与桥接层相连接，桥接层与数据处理层相连接。
集中管理与任务调度层和数据处理层，通过桥接层，相互发送消息或命令来处理动态调度事务；
集中管理与任务调度层通过消息给数据处理层中的各模块发送参数，参数包括处理节点的数据处理软件的配置信息、启动或停止命令、收集状态信息命令等；
桥接层为集中管理与任务调度层内部各模块之间的消息或命令传递提供信息通道。
集中管理与任务调度层与数据处理层之间采用消息驱动机制。
所述的系统客户端层，包括B/S结构下的Web UI监控模块，用户使用浏览器访问该Web UI监控模块并进入系统客户端层，再通过系统客户端层访问WebServer层。Web UI监控模块包括任务监控UI终端、系统配置UI终端、MQ监控终端、日志分析监控终端；任务监控UI终端，用于监控整个平台的运行状态，具备平台运行状态比较和回放功能。
系统配置UI终端，用于编辑和显示该平台中各个层的初始配置文件。
MQ监控终端，采用RabbitMQ的系统监控UI来实现，用于监控平台中所有消息构成的消息队列的运行情况。
日志分析监控终端，采用ELK日志分析系统来实现，该日志分析监控终端功能比较强大，用于实时监控和分析该平台中各层所生成的日志文件，根据日志文件对发生问题的层进行定位，并根据用户需求提取相关信息进行显示。
对于集中管理与任务调度层，其包括计划管控服务模块、任务管控服务模块、设备资源管控服务模块、Web后端模块；计划管控服务模块，用于接收外部的管控系统发送的计划文件，并对计划文件中的关键字段进行解析、内容判断、冲突检测，并启动调度任务等功能。
任务管控服务模块用于创建调度任务并对所有正在运行的调度任务进行管理，任务管控服务模块在创建一个调度任务时，启动一个相应的Jobmanager进程来对该任务进行处理。任务管控服务模块监听计划管控服务模块向其发送的消息命令，如果监听到计划管控服务模块向其发送的消息命令中带task_id参数时，则认为其收到调度任务启动消息，创建相应的调度任务，并启动一个相应的Jobmanager进程来对该任务进行处理。
设备资源管控服务模块，用于对数据处理层中的各处理节点在数据处理时，进行统一管理和统一分配。各处理节点构成了本平台的物理服务器资源。
设备资源管控服务模块把该平台内所有物理服务器资源信息统一记录在自定义的资源池中，将该资源池存入数据库中并进行统一管理，单一处理节点处理单一功能，在调度任务启动过程中，将调度任务的总数据处理需求进行分解各个单独的数据处理需求，并将各个单独的数据处理需求分配到数据处理层中的各处理节点中，根据数据处理层中的各处理节点的数据处理需求，为每个处理节点分配一台服务器，并根据所述的数据处理需求在该服务器上部署用于完成该数据处理需求的数据处理功能软件，待调度任务运行完毕后，释放已分配的服务器资源。
Web后端模块根据系统客户端层发送的Restful API接口请求中的具体内容，与集中管理与任务调度层的其他模块进行服务交互，从进行交互的各服务中获取相应数据并反馈给系统客户端层。
集中管理与任务调度层中的各模块，系统客户端层与Web后端模块利用RestfulAPI接口实现接口调用。
本发明的有益效果为：
本发明在研究适合混合实时任务的分层调度策略的基础上，设计不同类型的混合任务大量并发的分层调度策略,同时实现不同类型与配置的任务调度，完成异型任务高并发多层次数据处理系统的动态调度的复杂实时应用。
附图说明
图1为本发明的面向异型任务高并发多层次数据处理系统的动态调度平台的五层结构关系图；
图2为本发明的调度平台系统常规处理流程图；
图3为本发明的资源分配服务流程图。
具体实施方式
为了更好的了解本发明内容，这里给出一个实施例。
本发明公开了一种面向异型任务高并发的多层次数据处理系统动态调度平台，如图1所示，结合开发及维护升级的方便性考虑，该平台基于B/S结构来实现，采用消息(MS)驱动架构，包括系统客户端层、WebServer层网页服务器、集中管理与任务调度层、桥接层、数据处理层，其中系统客户端层用于实即现用户与该平台的交互，集中管理与任务调度层用于实现该平台的核心业务应用，桥接层利用RabbitMQ来实现消息队列服务；数据处理层包含若干个处理节点，每个节点可加载不同功能的数据处理软件，数据处理层用于处理卫星平台获取的原始数据；WebServer层用于响应网页浏览器的请求，然后把处理后的结果反馈给浏览器进行显示；
其中，系统客户端层与WebServer层相连接，集中管理与任务调度层与WebServer层相连接，集中管理与任务调度层与桥接层相连接，桥接层与数据处理层相连接。
集中管理与任务调度层和数据处理层，通过桥接层，相互发送消息或命令来处理动态调度事务；
集中管理与任务调度层通过消息给数据处理层中的各模块发送参数，参数包括处理节点的数据处理软件的配置信息、启动或停止命令、收集状态信息命令等，两层之间不直接互联；
桥接层不仅为集中管理与任务调度层和处理层提供消息服务，也为集中管理与任务调度层内部各模块之间的消息或命令传递提供信息通道。
集中管理与任务调度层与数据处理层之间采用消息驱动机制，可以使各层各模块在功能上更加的内敛，从而可以使开发人员更专注的设计模块内的业务流程，对模块间的交互，只负责准备交互数据，消息传递则交由MQServer来负责。
下面结合附图对本发明做进一步的描述。
参照图1、图2和图3，对本发明实现的具体设计做进一步的描述。
图1为本发明的面向异型任务高并发多层次数据处理系统的动态调度平台的五层结构关系图；图2为调度平台系统常规处理流程图；图3为资源分配服务流程图。
所述的系统客户端层，包括B/S结构下的Web UI监控模块，用户使用浏览器访问该Web UI监控模块并进入系统客户端层，再通过系统客户端层访问WebServer层。Web UI监控模块包括任务监控UI终端、系统配置UI终端、MQ监控终端、日志分析监控终端；任务监控UI终端，用于监控整个平台的运行状态，具备平台运行状态比较和回放功能，可以做一些比较操控，如回放等，同时界面会显示一些重要的日志信息。
系统配置UI终端，用于编辑和显示该平台中各个层的初始配置文件。
MQ监控终端，采用RabbitMQ的系统监控UI来实现，用于监控平台中所有消息构成的消息队列的运行情况。
日志分析监控终端，采用ELK日志分析系统来实现，该日志分析监控终端功能比较强大，用于实时监控和分析该平台中各层所生成的日志文件，根据日志文件对发生问题的层进行定位，并根据用户需求提取相关信息进行显示。
对于集中管理与任务调度层，其包括计划管控服务模块、任务管控服务模块、设备资源管控服务模块、Web后端模块；计划管控服务模块，用于接收外部的管控系统发送的计划文件，并对计划文件中的关键字段进行解析、内容判断、冲突检测，并启动调度任务等功能，该服务常住后台运行。
任务管控服务模块用于创建调度任务并对所有正在运行的调度任务进行管理，任务管控服务模块在创建一个调度任务时，启动一个相应的Jobmanager进程来对该任务进行处理。也就是说每个Jobmanager代表一个独立运行的任务，Jobmanager之间互不干扰，每个Jobmanager的生命周期结束，则意味着一次任务运行完毕。任务管控服务模块主程序常住后台，任务管控服务模块监听计划管控服务模块向其发送的消息命令，如果监听到计划管控服务模块向其发送的消息命令中带task_id参数时，则认为其收到调度任务启动消息，创建相应的调度任务，并启动一个相应的Jobmanager进程来对该任务进行处理。
设备资源管控服务模块，用于对数据处理层中的各处理节点在数据处理时，进行统一管理和统一分配。各处理节点构成了本平台的物理服务器资源。
设备资源管控服务模块把该平台内所有物理服务器资源信息统一记录在自定义的资源池中，将该资源池存入数据库中并进行统一管理，单一处理节点处理单一功能，在调度任务启动过程中，将调度任务的总数据处理需求进行分解各个单独的数据处理需求，并将各个单独的数据处理需求分配到数据处理层中的各处理节点中，根据数据处理层中的各处理节点的数据处理需求，为每个处理节点分配一台服务器，并根据所述的数据处理需求在该服务器上部署用于完成该数据处理需求的数据处理功能软件，从而形成一条服务器数据处理链路，待调度任务运行完毕后，释放已分配的服务器资源。资源分配服务流程图如图2。
Web后端模块根据系统客户端层发送的Restful API接口请求中的具体内容，与集中管理与任务调度层的其他模块进行服务交互，从进行交互的各服务中获取相应数据并反馈给系统客户端层。
集中管理与任务调度层中的各模块，系统客户端层与Web后端模块利用RestfulAPI接口实现接口调用。
Restful API接口请求所包含的具体内容，如表1所示。
表1 Restful API接口请求所包含的具体内容
Figure BDA0003205533570000071
Figure BDA0003205533570000081
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (4)

1.一种面向异型任务高并发的多层次数据处理系统动态调度平台，其特征在于，该平台基于B/S结构来实现，采用消息驱动架构，包括系统客户端层、WebServer层网页服务器、集中管理与任务调度层、桥接层、数据处理层，其中系统客户端层用于实即现用户与该平台的交互，集中管理与任务调度层用于实现该平台的核心业务应用，桥接层利用RabbitMQ来实现消息队列服务；数据处理层包含若干个处理节点，每个节点可加载不同功能的数据处理软件，数据处理层用于处理卫星平台获取的原始数据；WebServer层用于响应网页浏览器的请求，然后把处理后的结果反馈给浏览器进行显示；
其中，系统客户端层与WebServer层相连接，集中管理与任务调度层与WebServer层相连接，集中管理与任务调度层与桥接层相连接，桥接层与数据处理层相连接；
集中管理与任务调度层和数据处理层，通过桥接层，相互发送消息或命令来处理动态调度事务；
集中管理与任务调度层通过消息给数据处理层中的各模块发送参数，参数包括处理节点的数据处理软件的配置信息、启动或停止命令、收集状态信息命令；
桥接层为集中管理与任务调度层内部各模块之间的消息或命令传递提供信息通道；
集中管理与任务调度层与数据处理层之间采用消息驱动机制。
2.如权利要求1所述的面向异型任务高并发的多层次数据处理系统动态调度平台，其特征在于，所述的系统客户端层，包括B/S结构下的Web UI监控模块，用户使用浏览器访问该Web UI监控模块并进入系统客户端层，再通过系统客户端层访问WebServer层；Web UI监控模块包括任务监控UI终端、系统配置UI终端、MQ监控终端、日志分析监控终端；任务监控UI终端，用于监控整个平台的运行状态，具备平台运行状态比较和回放功能；
系统配置UI终端，用于编辑和显示该平台中各个层的初始配置文件；
MQ监控终端，采用RabbitMQ的系统监控UI来实现，用于监控平台中所有消息构成的消息队列的运行情况；
日志分析监控终端，采用ELK日志分析系统来实现，该日志分析监控终端功能比较强大，用于实时监控和分析该平台中各层所生成的日志文件，根据日志文件对发生问题的层进行定位，并根据用户需求提取相关信息进行显示。
3.如权利要求1所述的面向异型任务高并发的多层次数据处理系统动态调度平台，其特征在于，
所述的集中管理与任务调度层，其包括计划管控服务模块、任务管控服务模块、设备资源管控服务模块、Web后端模块；计划管控服务模块，用于接收外部的管控系统发送的计划文件，并对计划文件中的关键字段进行解析、内容判断、冲突检测，并启动调度任务功能；
任务管控服务模块用于创建调度任务并对所有正在运行的调度任务进行管理，任务管控服务模块在创建一个调度任务时，启动一个相应的Jobmanager进程来对该任务进行处理；任务管控服务模块监听计划管控服务模块向其发送的消息命令，如果监听到计划管控服务模块向其发送的消息命令中带task_id参数时，则认为其收到调度任务启动消息，创建相应的调度任务，并启动一个相应的Jobmanager进程来对该任务进行处理；
设备资源管控服务模块，用于对数据处理层中的各处理节点在数据处理时，进行统一管理和统一分配；各处理节点构成了本平台的物理服务器资源；
设备资源管控服务模块把该平台内所有物理服务器资源信息统一记录在自定义的资源池中，将该资源池存入数据库中并进行统一管理，单一处理节点处理单一功能，在调度任务启动过程中，将调度任务的总数据处理需求进行分解各个单独的数据处理需求，并将各个单独的数据处理需求分配到数据处理层中的各处理节点中，根据数据处理层中的各处理节点的数据处理需求，为每个处理节点分配一台服务器，并根据所述的数据处理需求在该服务器上部署用于完成该数据处理需求的数据处理功能软件，待调度任务运行完毕后，释放已分配的服务器资源；
Web后端模块根据系统客户端层发送的Restful API接口请求中的具体内容，与集中管理与任务调度层的其他模块进行服务交互，从进行交互的各服务中获取相应数据并反馈给系统客户端层。
4.如权利要求3所述的面向异型任务高并发的多层次数据处理系统动态调度平台，其特征在于，系统客户端层与Web后端模块利用Restful API接口实现对集中管理与任务调度层中的各模块的调用。
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