CN117834603A - 一种云节点和hpc节点间动态切换系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于计算机技术领域，提供了一种云节点和HPC节点间动态切换系统及方法，其通过采用C/S架构，由Server端和Client端组成，其中Server端和Client端部署至不同的服务器端，所述Server端部署在第一服务器，所述Client端部署在多个第二服务器，每个第二服务器对应一个计算节点，每个计算节点的类型根据其工作模式确定；所述第一服务器用于接收实际业务操作指令，获取每个计算节点的工作模式以及对应的负载情况，根据计算节点的负载情况生成节点工作模式切换策略，向第二服务器下发切换指令；所述第二服务器用于根据第一服务器下发的切换指令执行相应的切换操作。解决了云+HPC混合云数据中心，在高性能计算节点和云计算节点之间动态切换困难导致的资源利用率低的问题。

Description

一种云节点和HPC节点间动态切换系统及方法

技术领域

本发明属于计算机技术领域，尤其涉及一种云节点和HPC节点间动态切换系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

云+HPC的混合云数据中心是通过整合私有、本地和公共云环境，允许企业在不同的部署模式中灵活地部署和管理其数据和应用程序，这种架构为企业提供了灵活性和弹性，使其能够根据需求和成本优化工作负载的位置和资源分配。

但是目前采用云+HPC构建混合云数据中心时，需要考虑HPC(High performancecomputing，高性能计算)计算集群和云计算集群的规划，由此带来的问题是难以根据实际业务需求和机房负载情况时节点动态地在云节点和HPC节点间进行切换，造成了资源利用率低的问题。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题，本发明的第一方面提供一种云节点和HPC节点间动态切换系统，其通过采用C/S架构，由Server端和Client端两部分组成，其中Server端和Client端部署至不同的服务器端，解决了云+HPC混合云数据中心，在高性能计算节点和云计算节点之间动态切换困难导致的资源利用率低的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种云节点和HPC节点间动态切换系统，采用C/S架构包括：Server端和Client端；

所述Server端部署在第一服务器，所述Client端部署在多个第二服务器，所述第一服务器分别和多个第二服务器相连；每个第二服务器对应一个计算节点，每个计算节点的类型根据其工作模式确定，若计算节点工作模式为云模式，则该节点为云计算节点，如果节点计算模式为HPC模式，则该节点为HPC计算节点；

所述第一服务器用于接收实际业务操作指令，获取每个计算节点的工作模式以及对应的负载情况，根据计算节点的负载情况生成节点工作模式切换策略，向第二服务器下发切换指令；所述第二服务器用于根据第一服务器下发的切换指令执行相应的切换操作。

进一步地，所述第一服务器还用于管理员身份认证，所述第一服务器用于接收到数据中心管理端的访问请求时，生成数据中心管理端提供管理页面；根据管理页面返回的身份认证信息进行一次身份认证，若通过认证，提供节点模式管理系统；

接收节点模式管理系统根据实际业务需求执行的操作指令，根据该操作指令的安全等级判断是否需要进行二次身份认证，通过认证后，发送相应的操作指令。

进一步地，所述一次身份认证的认证信息包括：账号、密码、手机验证码和人脸一系列用户身份信息；所述二次身份认证采用人脸识别。

进一步地，所述第一服务器还用于对接收到节点模式管理系统根据实际业务需求执行的操作指令，以及向第二服务器发送相应的操作指令进行加密，经过加密后再传输。

进一步地，所述根据计算节点的负载情况生成节点的工作模式切换策略，包括：

获取计算节点的各类资源的使用情况；

根据计算节点的各类资源的使用情况，计算当前计算节点的负载率，将负载率进行排序，得到负载率排序结果；

获取相应时间段内用户端对于HPC资源和云资源的使用需求分析，得到用户端对于HPC资源和云资源的需求量；

结合负载率排序结果和用户端对于HPC资源和云资源的需求量得到待修改模式的计算节点。

为了解决上述问题，本发明的第二方面提供一种云节点和HPC节点间动态切换方法，其解决了云+HPC混合云数据中心，在高性能计算节点和云计算节点之间动态切换困难导致的资源利用率低的问题。

本发明的第二方面提供一种云节点和HPC节点间动态切换方法，采用第一方面所述的一种云节点和HPC节点间动态切换系统，包括如下步骤：

每个计算节点的类型根据其工作模式确定，若计算节点工作模式为云模式，则该节点为云计算节点，如果节点计算模式为HPC模式，则该节点为HPC计算节点；

接收实际业务操作指令，获取每个计算节点的工作模式以及对应的负载情况，根据计算节点的负载情况生成节点工作模式切换策略，基于该切换策略的操作指令对涉及到的计算节点进行切换。

进一步地，在执行操作指令之前，包括管理员身份认证，接收到数据中心管理端的访问请求时，生成数据中心管理端提供管理页面；根据管理页面返回的身份认证信息进行一次身份认证，若通过认证，提供节点模式管理系统；接收节点模式管理系统根据实际业务需求执行的操作指令，根据该操作指令的安全等级判断是否需要进行二次身份认证，通过认证后，发送相应的操作指令。

进一步地，对接收到节点模式管理系统根据实际业务需求执行的操作指令，以及发送相应的操作指令进行加密，经过加密后再传输。

进一步地，所述根据计算节点的负载情况生成节点共工作模式切换策略，包括：

获取计算节点的各类资源的使用情况；

根据计算节点的各类资源的使用情况，计算当前计算节点的负载率，将负载率进行排序，得到负载率排序结果；

获取相应时间段内用户端对于HPC资源和云资源的使用需求分析，得到用户端对于HPC资源和云资源的需求量；

结合负载率排序结果和用户端对于HPC资源和云资源的需求量得到待修改模式的计算节点。

进一步地，所述方法还包括将切换的结果以弹窗的结果展示。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明其通过采用C/S架构，由Server端和Client端两部分组成，通过在云计算节点和HPC计算节点间的切换，基于每个计算节点的工作模式以及对应的负载情况，根据计算节点的负载情况生成节点共工作模式切换策略下发切换指令，解决了云+HPC混合云数据中心，在高性能计算节点和云计算节点之间动态切换困难导致的资源利用率低的问题。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明实施例提供的一种云节点和HPC节点间动态切换系统框图；

图2是本发明实施例提供的一种云节点和HPC节点间动态切换方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。

本发明中，术语如“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

实施例一

如图1所示，本实施例提供了一种云节点和HPC节点间动态切换系统，采用C/S架构(Client-Server，客户端-服务器架构)，包括：Server端和Client端；

其中，所述Server端部署在第一服务器，所述Client端部署在多个第二服务器，所述第一服务器分别和多个第二服务器相连；第一服务器用于管理员身份认证和下发操作指令；所述第二服务器用于根据第一服务器下发的操作指令执行相应的操作。

每个计算节点的类型根据其工作模式确定，若计算节点工作模式为云模式，则该节点为云计算节点，如果节点计算模式为HPC模式，则该节点为HPC计算节点；

所述第一服务器用于接收实际业务操作指令，获取每个计算节点的工作模式以及对应的负载情况，根据计算节点的负载情况生成节点工作模式切换策略，向第二服务器下发切换指令；所述第二服务器用于根据第一服务器下发的切换指令执行相应的切换操作。

所述第一服务器用于接收到数据中心管理端的访问请求时，生成数据中心管理端提供管理页面；所述数据中心管理端通过web浏览器访问管理页面；

所述第一服务器用于根据管理页面返回的身份认证信息进行一次身份认证，若通过认证，通过多个第二服务器提供节点模式管理系统，每个第二服务器对应一个计算节点。

所述第一服务器用于接收节点模式管理系统根据实际业务需求执行的操作指令，根据该操作指令的安全规则判断是否需要进行二次身份认证，若满足设定的安全规则，进行二次身份认证，二次身份认证通过后向第二服务器发送相应的操作指令，否则直接向第二服务器发送相应的操作指令，所述第二服务器用于接收到相应的操作指令在计算节点进行服务切换、内核切换以及文件系统切换等操作。

其中，一次身份认证的认证信息包括：账号、密码、手机验证码和人脸等等一系列用户身份信息。

二次身份认证可以采用人脸识别等。

需要说明的，在本实施例中认证信息，本领域技术人员可以根据具体工况自行设置。

需要说明的，在本实施例中安全规则可根据管理员进行灵活配置。

本实施例中，所述计算节点包括云计算节点和HPC计算节点；

下面以云计算节点和HPC计算节点之前的切换为例，进一步说明本实施例的切换方法。

云计算节点和HPC计算节点间的切换，实际为修改计算节点的工作模式；如果工作模式为云模式，则该节点为云计算节点；如果该节点计算模式为HPC模式，则该计算节点为HPC计算节点。

但是在云计算节点和HPC计算节点工作过程中，某项业务需求的云计算节点和HPC计算节点若采用固定的方式，无法保证资源的高效利用，因此，如何基于云+HPC混合云数据中心，在高性能计算节点和云计算节点之间动态切换困难，提高资源利用率是本发明考虑的重要因素。

所述第二服务器用于接收到相应的操作指令在计算节点进行服务切换、内核切换以及文件系统切换等操作时，分别计算当前的云计算节点和HPC计算节点的负载情况，对全部节点的负载情况进行综合评估，根据综合评估结果结合当前业务需求自适应检测可切换模式计算节点，生成对应的切换策略进行切换计算节点，并将对应的切换策略反馈至节点模式管理系统，接收节点模式管理系统的切换指令，并将切换结果以弹窗的结果展示。

本实施例中，所述根据计算节点的负载情况生成节点工作模式切换策略，具体包括：

获取计算节点的各类资源的资源使用情况；

其中，所述节点的负载情况包括各类资源的占用情况，各类资源包括存储资源、CPU资源、内存资源、网络流量等；

根据计算节点的各类资源的使用情况，计算当前计算节点的负载率，将负载率进行排序，得到负载率排序结果；

获取相应时间段内用户端对于HPC资源和云资源的使用需求分析，得到用户端对于HPC资源和云资源的需求量，可以判断用户对何种资源的使用需求大。

结合负载率排序结果和用户端对于HPC资源和云资源的需求量得到待修改模式的计算节点。

通过上述切换方法，方便用户快速选择需要切换模式的节点。

所述第一服务器还用于对接收到节点模式管理系统根据实际业务需求执行的操作指令，以及向第二服务器发送相应的操作指令进行加密，经过加密后传输的，避免因指令被其他用户恶意伪造而造成的损失。

对用户的身份信息进行鉴权和认证，在执行切换节点模式时需要经过二次认证，认证通过后才会向客户端发送对应的操作指令，其目的是由于执行该操作可能会对业务运行造成影响；所以需要确保执行操作的人员为系统管理员，避免非法操作从而保证业务的稳定运行。

指令执行模块：用于将客户端收到的指令按照一定的顺序在客户端主机上运行。

主机资源监控模块：实时向Server端反馈计算节点的资源使用情况，方便用户快速选择需要切换模式的节点。

通过上述方案，由于云计算和HPC计算的业务场景不同所以两者常用的操作系统版本也不相同；一般的云计算节点的操作系统为定制化的操作系统。数据中心管理员可以使计算服务器在不更换操作系统的情况下快速的在HPC计算节点和云计算节点间进行切换。提高了计算资源的利用率，同时也降低了数据中心的运维和管理成本。

实施例二

本实施例提供一种云节点和HPC节点间动态切换方法，包括如下步骤：

步骤1：接收到数据中心管理端的访问请求时，生成数据中心管理端提供管理页面；

步骤2：根据管理页面返回的身份认证信息进行一次身份认证，若通过认证，提供节点模式管理系统；

步骤3：接收节点模式管理系统根据实际业务需求执行的操作指令，根据该操作指令的安全等级判断是否需要进行二次身份认证，通过认证后，发送相应的操作指令；

步骤4：根据相应的操作指令在计算节点进行相应的切换操作。

步骤4中，每个计算节点的类型根据其工作模式确定，若计算节点工作模式为云模式，则该节点为云计算节点，如果节点计算模式为HPC模式，则该节点为HPC计算节点；

接收实际业务操作指令，获取每个计算节点的工作模式以及对应的负载情况，根据计算节点的负载情况生成节点工作模式切换策略的操作指令，基于切换策略操作指令对涉及到的计算节点进行切换。

本实施例中，所述根据计算节点的负载情况生成节点工作模式切换策略，具体包括：

获取计算节点的各类资源的资源使用情况；

其中，所述节点的负载情况包括各类资源的占用情况，各类资源包括存储资源、CPU资源、内存资源、网络流量等；

根据计算节点的各类资源的使用情况，计算当前计算节点的负载率，将负载率进行排序，得到负载率排序结果；

获取相应时间段内用户端对于HPC资源和云资源的使用需求分析，得到用户端对于HPC资源和云资源的需求量，可以判断用户对何种资源的使用需求大。

结合负载率排序结果和用户端对于HPC资源和云资源的需求量得到待修改模式的计算节点。

如图2所示，接收到相应的操作指令在计算节点进行服务切换、内核切换以及文件系统切换等操作时，分别计算当前的云计算节点和HPC计算节点的负载情况，对全部节点的负载情况进行综合评估，根据综合评估结果结合当前业务需求自适应检测可切换模式计算节点，生成对应的切换策略进行切换计算节点，并将对应的切换策略反馈至节点模式管理系统，接收节点模式管理系统的切换指令，并将切换结果以弹窗的结果展示。

对接收到节点模式管理系统根据实际业务需求执行的操作指令，以及发送相应的操作指令进行加密，经过加密后再传输。

通过上述方案，数据中心管理员可以使计算服务器在不更换操作系统的情况下快速的在HPC计算节点和云计算节点间进行切换。提高了计算资源的利用率，同时也降低了数据中心的运维和管理成本。

需要说明的是，在本文中，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。

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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种云节点和HPC节点间动态切换系统，其特征在于，采用C/S架构包括Server端和Client端；

所述Server端部署在第一服务器，所述Client端部署在多个第二服务器，所述第一服务器分别和多个第二服务器相连；每个第二服务器对应一个计算节点，每个计算节点的类型根据其工作模式确定，若计算节点工作模式为云模式，则该节点为云计算节点，如果节点计算模式为HPC模式，则该节点为HPC计算节点；

所述第一服务器用于接收实际业务操作指令，获取每个计算节点的工作模式以及对应的负载情况，根据计算节点的负载情况生成节点工作模式切换策略，向第二服务器下发切换指令；所述第二服务器用于根据第一服务器下发的切换指令执行相应的切换操作。

2.如权利要求1所述的一种云节点和HPC节点间动态切换系统，其特征在于，所述第一服务器还用于管理员身份认证，所述第一服务器用于接收到数据中心管理端的访问请求时，生成数据中心管理端提供管理页面；根据管理页面返回的身份认证信息进行一次身份认证，若通过认证，提供节点模式管理系统；接收节点模式管理系统根据实际业务需求执行的操作指令，根据该操作指令的安全等级判断是否需要进行二次身份认证，通过认证后，发送相应的操作指令。

3.如权利要求2所述的一种云节点和HPC节点间动态切换系统，其特征在于，所述一次身份认证的认证信息包括：账号、密码、手机验证码和人脸一系列用户身份信息；所述二次身份认证采用人脸识别。

4.如权利要求1所述的一种云节点和HPC节点间动态切换系统，其特征在于，所述第一服务器还用于对接收到节点模式管理系统根据实际业务需求执行的操作指令，以及向第二服务器发送相应的操作指令进行加密，经过加密后再传输。

5.如权利要求1所述的一种云节点和HPC节点间动态切换系统，其特征在于，所述根据计算节点的负载情况生成节点的工作模式切换策略，包括：

获取计算节点的CPU、内存和GPU的资源使用情况；

根据计算节点的CPU、内存和GPU的资源使用情况，计算当前计算节点的负载率，将负载率进行排序，得到负载率排序结果；

获取相应时间段内用户端对于HPC资源和云资源的使用需求分析，得到用户端对于HPC资源和云资源的需求量；

结合负载率排序结果和用户端对于HPC资源和云资源的需求量得到待修改模式的计算节点。

6.一种云节点和HPC节点间动态切换方法，采用如权利要求1-5任一项所述的一种云节点和HPC节点间动态切换系统，其特征在于，包括如下步骤：

每个计算节点的类型根据其工作模式确定，若计算节点工作模式为云模式，则该节点为云计算节点，如果节点计算模式为HPC模式，则该节点为HPC计算节点；

接收实际业务操作指令，获取每个计算节点的工作模式以及对应的负载情况，根据计算节点的负载情况生成节点工作模式切换策略的操作指令，基于切换策略操作指令对涉及到的计算节点进行切换。

7.如权利要求6所述的一种云节点和HPC节点间动态切换方法，其特征在于，在执行操作指令之前，包括管理员身份认证，接收到数据中心管理端的访问请求时，生成数据中心管理端提供管理页面；根据管理页面返回的身份认证信息进行一次身份认证，若通过认证，提供节点模式管理系统；接收节点模式管理系统根据实际业务需求执行的操作指令，根据该操作指令的安全等级判断是否需要进行二次身份认证，通过认证后，发送相应的操作指令。

8.如权利要求6所述的一种云节点和HPC节点间动态切换方法，其特征在于，对接收到节点模式管理系统根据实际业务需求执行的操作指令，以及发送相应的操作指令进行加密，经过加密后再传输。

9.如权利要求6所述的一种云节点和HPC节点间动态切换方法，其特征在于，所述根据计算节点的负载情况生成节点共工作模式切换策略，包括：

获取计算节点的各类资源的使用情况；

根据计算节点的各类资源的使用情况，计算当前计算节点的负载率，将负载率进行排序，得到负载率排序结果；

获取相应时间段内用户端对于HPC资源和云资源的使用需求分析，得到用户端对于HPC资源和云资源的需求量；

结合负载率排序结果和用户端对于HPC资源和云资源的需求量得到待修改模式的计算节点。

10.如权利要求6所述的一种云节点和HPC节点间动态切换方法，其特征在于，所述方法还包括将切换的结果以弹窗的结果展示。