KR20150012071A - Apparatus and method for allocating computing resource to multiple users - Google Patents
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Abstract
Description
본 명세서는 다중 사용자들이 컴퓨팅 자원(슈퍼컴퓨터, 그리드 등)을 공유하여 작업을 수행할 때, 자원 및 사용자들의 현황에 따라 동적으로 공정성(fairness)을 변경하여 자원을 배분함으로써 효율적이고 공평한 자원 분배가 이루어지도록 하는 방법 및 그에 사용되는 장치에 관한 것이다.In this specification, when multiple users share a computing resource (supercomputer, grid, etc.), it is possible to distribute resources by changing fairness dynamically according to the status of resources and users, thereby efficiently and equitably distributing resources And a device used therefor.
슈퍼컴퓨팅 자원, 그리드(Grid) 자원 등은 과학자들이 많은 양의 계산을 필요로 하는 과학 응용(scientific application)들의 태스크(task)들을 수행하기 위한 용도로 활용되고 있다. 이러한 컴퓨팅 자원에서 여러 명의 사용자들이 각각 서로 다른 많은 수의 태스크들을 수행하려고 할 때에 이들 간의 공정성을 보장함으로써 각각 공평한 양만큼의 자원을 할당받아 예측 가능한 시간 내에 작업들의 수행을 끝마치게 하는 것은 매우 중요한 문제이다. 예를 들어, 제공되는 자원의 수는 100개인데 사용자 A가 10,000개의 태스크를 제출하였다면, 그 뒤에 오는 사용자 B는 10개의 태스크들만 수행하려는 목적으로 작업을 제출해도 앞서 제출된 A의 태스크들이 모두 끝날 때까지 기다려야만 한다(FIFO(First-In First-Out)로 인한 공정성 침해). 따라서 사용자들이 수행하는 각 작업 수행 시간 및 작업 수들이 다를 수 있으므로 단순히 작업이 제출되는 순서대로 처리하는 것은 비효율적이고 공평하지 못할 수 있다.Supercomputing resources and Grid resources are being used by scientists to perform tasks in scientific applications that require large amounts of computation. In such a computing resource, it is very important to ensure that fairness among a plurality of users when performing a large number of different tasks, respectively, is ensured, to be. For example, if the number of resources provided is 100, and user A submits 10,000 tasks, the subsequent user B submits the task for the purpose of performing only 10 tasks, (First-In First-Out (FIFO) infringement). Therefore, it may be inefficient and unfair to simply process jobs in the order in which they are submitted, since the time and number of tasks performed by users may be different.
반면 공평성만을 추구하기 위해 사용자 별로 할당량을 미리 정하여 정적으로 분배한다면, 많은 수의 태스크를 수행하고자 하는 사용자들은 유휴 자원이 있음에도 불구하고 자원을 할당받지 못하는 경우가 발생할 수 있다.On the other hand, if a user allocates and allocates a quota for each user in advance in order to pursue fairness, users who want to perform a large number of tasks may be unable to allocate resources even though they have idle resources.
또한, 작업이 어떠한 컴퓨팅 노드(node)에서 실행되느냐에 따라서도 수행 시간이 달라질 수 있으므로 자원 및 사용자 태스크들에 대한 지속적인 모니터링을 통해 유휴 자원들을 동적으로 할당하여 전체적인 시스템 활용률(utilization)을 높이는 기술이 요청된다.In addition, the execution time may vary depending on which computing node the task is executed. Therefore, a technology for dynamically allocating idle resources through continuous monitoring of resources and user tasks to increase overall system utilization Is requested.
본 명세서는 컴퓨팅 자원을 동적으로 공평하게 다중 사용자들에게 분배함으로써, 전체적인 시스템 활용률 및 사용자 응답시간을 향상시킬 수 있는 방법을 제안하는 데에 그 목적이 있다. 또한 상기 방법을 수행할 수 있는 장치를 제안하고자 한다.It is an object of the present invention to propose a method for improving the overall system utilization rate and user response time by distributing computing resources dynamically and equitably to multiple users. Also, an apparatus capable of performing the above method is proposed.
본 명세서의 일 실시예에 따라 자원 배분 장치가 컴퓨팅 자원을 배분하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 1 이상의 사용자로부터 컴퓨팅 자원 배분 요청을 수신하는 단계와; 상기 사용자의 요청 작업 중에서 자원을 배분받지 못한 작업의 수, 상기 자원 배분 요청 시점에서의 대기 사용자(Demanding User) 수 및 가용 자원량을 기초로 하여 상기 사용자에게 배분할 자원량(Resource Allotment)을 계산하는 단계와; 상기 계산된 자원량에 따라 상기 사용자에게 컴퓨팅 자원을 배분하는 단계;를 포함할 수 있다.There is provided a method for a resource allocation apparatus to allocate computing resources according to an embodiment of the present disclosure. The method includes receiving a computing resource allocation request from one or more users; Calculating a resource amount to be allocated to the user based on the number of tasks for which resources are not allocated among the requested tasks of the user, the number of waiting users at the time of requesting resource allocation, and the available resources; ; And distributing computing resources to the user according to the calculated resource amount.
상기 사용자에게 배분할 자원량을 계산하는 단계는 동적으로 다중 사용자에 대한 공정성(fairness)을 변동하면서 배분할 자원량을 계산하는 단계일 수 있다.The step of calculating the amount of resources to be allocated to the user may be a step of dynamically calculating the amount of resources to be allocated while varying the fairness for multiple users.
상기 사용자에게 배분할 자원량을 계산하는 단계는 하기 수학식을 사용하여 배분할 자원량을 계산하는 단계이며, The step of calculating the amount of resources to be allocated to the user is a step of calculating the amount of resources to be allocated using the following equation,
여기서 상기 는 컴퓨팅 자원 배분 요청을 전송한 사용자 U에게 배분할 자원량이고, 는 상기 사용자 U의 작업 큐(task queue)에 남아있는 작업 수이고, 상기 는 상기 자원 배분 요청 시점에서의 가용 자원량이고, 상기 는 대기 사용자 집합이고, 상기 는 상기 대기 사용자(Demanding User) 별 가중치이고, 는 상기 사용자 U의 가중치일 수 있다.Here, Is a resource amount to be distributed to a user U who has transmitted a computing resource allocation request, Is the number of tasks remaining in the task queue of the user U, Is the amount of available resources at the time of the resource allocation request, Is a standby user set, Is a weight for each Demanding User, May be a weight of the user U.
상기 대기 사용자(Demanding User)는 상기 자원 배분 요청 시점에서 요청 작업 수만큼의 자원을 배분받지 못한 상태에 있는 사용자이며, 상기 컴퓨팅 자원 배분 요청을 전송한 사용자를 포함할 수 있다.The waiting user may be a user who is not allocated resources as many as the number of requested jobs at the resource allocation request time, and may include a user who has transmitted the computing resource allocation request.
상기 대기 사용자별 가중치는 상기 대기 사용자가 요청한 작업의 수, 상기 요청한 작업의 평균 소요 시간, 상기 대기 사용자의 우선 순위 중 적어도 하나 이상에 근거하여 결정될 수 있다.The weight for each waiting user may be determined based on at least one of the number of jobs requested by the waiting user, the average time required for the requested job, and the priority of the waiting user.
상기 사용자에게 컴퓨팅 자원을 배분하는 단계는 모든 가용 자원이 배분된 상태인 경우, 타 사용자에게 기 배분된 자원의 반환이 완료된 후에, 상기 사용자에게 상기 계산된 자원량에 따른 컴퓨팅 자원을 배분하는 단계일 수 있다.The step of distributing the computing resource to the user may be a step of distributing the computing resource according to the calculated amount of resources to the user after completion of the returning of the resources allocated to other users when all the available resources are allocated have.
본 명세서의 다른 실시예에 따라 장치가 제공된다. 상기 장치는, 1 이상의 사용자로부터 컴퓨팅 자원 배분 요청을 수신하는 자원요청 수신부와; 상기 사용자의 요청 작업 중에서 자원을 배분받지 못한 작업의 수, 상기 자원 배분 요청 시점에서의 대기 사용자(Demanding User) 수 및 가용 자원량을 기초로 하여 상기 사용자에게 배분할 자원량(Resource Allotment)을 계산하는 자원배분 계산부와; 상기 계산된 자원량에 따라 상기 사용자에게 컴퓨팅 자원을 배분하는 자원배분부;를 포함할 수 있다.An apparatus is provided in accordance with another embodiment herein. The apparatus comprises: a resource request receiving unit for receiving a computing resource allocation request from at least one user; (Resource allocation) to be allocated to the user on the basis of the number of tasks for which resources are not allocated among the requested tasks of the user, the number of waiting users at the time of requesting resource allocation, and the amount of available resources A calculation unit; And a resource allocation unit for allocating computing resources to the user according to the calculated amount of resources.
상기 자원배분 계산부는 동적으로 다중 사용자에 대한 공정성(fairness)을 변동하면서 배분할 자원량을 계산할 수 있다.The resource allocation calculator may dynamically calculate the amount of resources to be distributed while varying the fairness for multiple users.
상기 자원배분 계산부는 하기 수학식을 사용하여 배분할 자원량을 계산하며, The resource allocation calculation unit calculates a resource amount to be allocated using the following equation,
여기서 상기 는 컴퓨팅 자원 배분 요청을 전송한 사용자 U에게 배분할 자원량이고, 는 상기 사용자 U의 작업 큐(task queue)에 남아있는 작업 수이고, 상기 는 상기 자원 배분 요청 시점에서의 가용 자원량이고, 상기 는 대기 사용자 집합이고, 상기 는 상기 대기 사용자(Demanding User) 별 가중치이고, 는 상기 사용자 U의 가중치일 수 있다.Here, Is a resource amount to be distributed to a user U who has transmitted a computing resource allocation request, Is the number of tasks remaining in the task queue of the user U, Is the amount of available resources at the time of the resource allocation request, Is a standby user set, Is a weight for each Demanding User, May be a weight of the user U.
상기 대기 사용자(Demanding User)는 상기 자원 배분 요청 시점에서 요청 작업 수만큼의 자원을 배분받지 못한 상태에 있는 사용자이며, 상기 컴퓨팅 자원 배분 요청을 전송한 사용자를 포함할 수 있다.The waiting user may be a user who is not allocated resources as many as the number of requested jobs at the resource allocation request time, and may include a user who has transmitted the computing resource allocation request.
상기 대기 사용자별 가중치는 상기 대기 사용자가 요청한 작업의 수, 상기 요청한 작업의 평균 소요 시간, 상기 대기 사용자의 우선 순위 중 적어도 하나 이상에 근거하여 결정될 수 있다.The weight for each waiting user may be determined based on at least one of the number of jobs requested by the waiting user, the average time required for the requested job, and the priority of the waiting user.
상기 자원배분부는 모든 가용 자원이 배분된 상태인 경우, 타 사용자에게 기 배분된 자원의 반환이 완료된 후에, 상기 사용자에게 상기 계산된 자원량에 따른 컴퓨팅 자원을 배분할 수 있다.The resource allocation unit may allocate the computing resources according to the calculated amount of resources to the user after completion of returning the resources allocated to other users when all the available resources are distributed.
본 명세서의 실시예들은 가용한 컴퓨팅 자원을 최대한 활용하여 재분배할 수 있어 시스템 활용률을 높일 수 있고, 작업의 수에 관계없이 공평한 분배를 통해 사용자 간에 공평한 자원 분배를 성취할 수 있으며, 이를 통해 사용자 응답시간을 향상시킬 수 있다.Embodiments of the present disclosure can maximize utilization of available computing resources to increase system utilization and achieve fair distribution of resources among users through fair distribution regardless of the number of tasks, Time can be improved.
도 1a 및 도 1b는 본 명세서의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 자원 배분 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 자원 배분 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 자원 배분 장치의 블록도이다.Figures 1A and 1B are conceptual diagrams illustrating a computing resource allocation system in accordance with one embodiment of the present disclosure.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a computing resource allocation method according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a resource allocation apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It is noted that the technical terms used herein are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. It is also to be understood that the technical terms used herein are to be interpreted in a sense generally understood by a person skilled in the art to which the present invention belongs, Should not be construed to mean, or be interpreted in an excessively reduced sense. Further, when a technical term used herein is an erroneous technical term that does not accurately express the spirit of the present invention, it should be understood that technical terms that can be understood by a person skilled in the art are replaced. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted according to a predefined or prior context, and should not be construed as being excessively reduced.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면 외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like or similar elements throughout the several views, and redundant description thereof will be omitted. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. It is to be noted that the accompanying drawings are only for the purpose of facilitating understanding of the present invention, and should not be construed as limiting the scope of the present invention with reference to the accompanying drawings. The spirit of the present invention should be construed as extending to all modifications, equivalents, and alternatives in addition to the appended drawings.
도 1a 및 도 1b는 본 명세서의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 자원 배분 시스템을 나타낸 개념도이다.Figures 1A and 1B are conceptual diagrams illustrating a computing resource allocation system in accordance with one embodiment of the present disclosure.
도 1a에서와 같이, 상기 시뮬레이션 컴퓨팅 자원 배분 시스템은 사용자 단말(10, 20, 30) 및 자원 배분 장치(100)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1A, the simulation computing resource allocation system may include a
상기 자원 배분 장치(100)는 컴퓨팅 자원을 동적으로 공평하게 다중(다수) 사용자들에게 분배함으로써, 전체적인 시스템 활용률 및 사용자 응답시간을 향상시킬 수 있다. 이를 구체적으로 설명하면 아래와 같다.The
상기 자원 배분 장치(100)는 1 이상의 사용자 단말(예: 30)로부터 작업 수행을 위한 컴퓨팅 자원 배분 요청을 수신한다. 컴퓨팅 자원 배분 요청을 수신한 상기 자원 배분 장치(100)는 효율성과 공평성(fairness)을 고려하여 상기 사용자(30)에게 할당할 자원을 결정한다. 즉, 상기 자원 배분 장치(100)는 동적으로 다중 사용자에 대한 공정성(fairness)을 변동하면서 상기 사용자(30)에게 할당할 자원을 결정한다.The
상기 사용자의 요청 작업 수, 상기 자원 배분 요청 시점(t3)에서의 대기 사용자(예: 10, 20) 수, 가용 자원량 등을 기초로 하여 상기 컴퓨팅 자원 배분 요청을 전송한 사용자(30)에게 배분할 자원량을 계산한다. 상기 사용자(30)에게 배분할 자원량을 계산되면, 상기 자원 배분 장치(100)는 상기 계산된 자원량에 따라 상기 사용자(30)에게 컴퓨팅 자원을 배분한다A resource amount to be distributed to the
상기 과정에서 상기 자원 배분 장치(100)는 특정 사용자(U)에 대한 자원(예: CPU core) 할당 시 소정의 자원할당함수(RA: Resource Allotment function)를 사용하여 자원 배분을 수행할 수 있다. 이때 상기 자원할당함수(RA: Resource Allotment function)의 일 예는 하기의 수학식 1과 같다.In the above process, the
여기서 상기 는 컴퓨팅 자원 배분 요청을 전송한 사용자 U에게 배분할 자원량이고, 는 상기 사용자 U의 작업 큐(task queue)에 남아있는 작업 수이고, 상기 는 상기 자원 배분 요청 시점(또는 자원 배분 시점)에서의 가용 자원량이고, 상기 는 대기 사용자 집합이고, 상기 는 상기 대기 사용자(Demanding User) 별 가중치이고, 는 상기 사용자 U의 가중치이다.Here, Is a resource amount to be distributed to a user U who has transmitted a computing resource allocation request, Is the number of tasks remaining in the task queue of the user U, Is the amount of available resources at the resource allocation request time (or resource allocation time point) Is a standby user set, Is a weight for each Demanding User, Is the weight of the user U.
이때 상기 대기 사용자(Demanding User)는 상기 자원 배분 요청 시점에서 가용 자원의 부족으로 인하여 요청 작업 수(제출한 태스크 수)만큼의 자원을 배 받지 못한 상태에 있는 사용자(예: 사용자 A(10) 및 사용자 B(20))이며, 상기 컴퓨팅 자원 배분 요청을 전송한 사용자(예: 사용자 C(30) 도 포함된다. 만약 자원을 요청한 사용자(U)의 잔존 작업 수, 즉 사용자 U의 작업 큐(task queue)에 남아있는 작업 수()가 0이라면, 이 사용자(U)는 요청한 자원을 모두 할당받은 사용자(Satisfied User)가 되어 대기 사용자 집합()에서 빠지게 된다.At this time, the waiting user (Demanding User) may not be able to receive resources (e.g.,
한편, 상기 대기 사용자별 가중치()는 상기 대기 사용자가 요청한 작업의 수, 상기 요청한 작업의 평균 소요 시간, 상기 대기 사용자의 우선 순위 등이 될 수 있으며, 이중 적어도 하나 이상에 근거하여 결정될 수 있다. 만약, 모든 대기 사용자의 가중치가 동일하다면, 결국 모든 대기 사용자들은 최소한 가용 자원을 공평하게 나눈 만큼의 자원을 할당받게 될 것이며, 특정 시점에서 자신이 제출한 작업의 수가 가용 자원량보다 적다면 그 만큼만의 자원만 할당받을 것이므로, 남는 자원은 다른 사용자들에게 할당될 것이다.On the other hand, May be determined based on at least one of the number of jobs requested by the waiting user, the average time required for the requested job, the priority of the waiting user, and the like. If all the waiting users have the same weight, then all waiting users will be allocated at least as much resources as the available resources, and if the number of jobs submitted at a particular point in time is less than the available resources, Since only resources will be allocated, the remaining resources will be allocated to other users.
상술한 상기 자원 배분 장치(100)의 자원 배분 방법을 도 1b을 참조하여 예시적으로 설명하면 다음과 같다. 이때 설명의 편의를 위하여 사용자 A(10), 사용자 B(20) 및 사용자 C(30)의 가중치, 즉 대기 사용자(Demanding User) 별 가중치( )는 모두 같은 것으로 가정한다(=1). 또한 가용 자원량(CPU core)는 100으로 가정한다. 물론, 사용자별 가중치가 서로 달라도 동일한 방법으로 알고리즘이 수행될 수 있다.The resource allocation method of the
먼저, t1 시점에서 사용자 A(10)가 200개의 작업(task)를 요청한다. 이때 상기 수학식 1을 통해 사용자 A(10)에게 배분할 자원량 를 계산하면,First, at the time point t1, the
이 된다. .
이는 t1 시점에서 대기 사용자(Demanding User)는 사용자 A(10)뿐이고, 사용자 A(10)는 총 가용 자원량보다 더 많은 수의 작업을 요청했기 때문이다.
This is because, at the time t1, only the
다음 시점 t2에서, 사용자 A(10)의 요청 작업들이 수행되고 있고, 사용자 B(20)가 50개의 작업(task)를 요청하면,At the next time point t2, when the request tasks of the
, ,
이 된다. .
이에 따라, 사용자 A(10)는 기 배분된 100개의 컴퓨팅 자원 중에서 50개를 반환(release)하는 단계로 진입한다. 이때 상기 반환은 사용자 A(10)에게 t1 시점에서 자원 할당한 100개의 작업들이 모두 끝난 후에 이루어진다. 즉, 사용자 B(20)는 사용자 A(10)가 요청한 작업의 평균 수행시간만큼 기다린 후에 상기 계산된 자원을 배분받을 수 있게 된다. 자원을 배분받으면, 사용자 B(20)는 Satisfied User가 되며, 이에 따라 대기 사용자(Demanding User)는 사용자 A(10)만 남게된다.
Accordingly, the
그 다음 시점 t3에서, 사용자 C(30)가 20개의 작업(task)를 요청하면, 대기 사용자(Demanding User)는 사용자 A(10)와 사용자 C(30)이므로,At the next time t3, when the
, ,
이 된다. .
이 경우 이미 50개의 자원을 할당받은 사용자 A(10)는 사용자 C(30)가 20개의 자원을 확보하기 전에는 더 이상 자원 할당을 받을 수 없게 된다.In this case, the
이후 사용자 B(또는 사용자 A)가 요청한 작업이 종료되어 생기는 유휴 자원들 중 20개는 사용자 C(30)에게 배분되고, 이후 가용해지는 자원들은 사용자 A(10)에게 배분된다. 즉, 사용자 C(30)가 Satisfied User가 되면, 대기 사용자는 사용자 A(10)만 남게 되므로, 이후 가용 가능한 자원들은 모두 사용자 A(10)에게 배분된다.20 of the idle resources resulting from termination of the job requested by the user B (or the user A) are distributed to the
상기 예시에서 알 수 있듯이 본 명세서의 실시예에 따른 방법은 특정 시점에 존재하는 대기 사용자의 수 및 가용 자원량에 기초하여 자원 분배 공식이 결정되며, 각 사용자들은 (가중치 값에 따라) 공평하게 분배된 자원들에 대한 권리를 행사할 수 있다. 또한, 다른 사용자들이 Satisfied User가 됨에 따라 가용해지는 유휴 자원들은 남아있는 대기 사용자(Demanding User)들에게 배분되게 된다. 이와 같이 동적으로 다중 사용자에 대한 공평성(fairness)을 변화시킴으로써, 적은 수의 작업을 제출한 사용자들도 최소한 할당만큼의 자원을 활용할 수 있고, 많은 수의 작업을 수행하고자 하는 사용자들은 다른 사용자들의 작업이 끝나감에 따라서 필요한 자원을 더 할당받을 수 있다. 본 명세서의 실시예에 따른 방법은 가용한 컴퓨팅 자원을 최대한 활용하여 재분배할 수 있다는 점에서 시스템 활용률을 높일 수 있고, 사용자 간에 공평한 분배를 통해 사용자 응답시간을 향상시킬 수 있다.As can be seen from the above example, the method according to the embodiment of the present invention determines a resource allocation formula based on the number of available users and the amount of available resources at a particular point in time, and each user (according to the weight value) You can exercise your rights to resources. In addition, the idle resources that become available as other users become Satisfied Users are allocated to the remaining Demanding Users. By dynamically changing the fairness for multiple users, users who submit a small number of jobs can utilize at least the resources of the allocation, and users who want to perform a large number of jobs can use the jobs of other users As you finish, you will be able to allocate more resources. The method according to the embodiment of the present invention can increase the system utilization rate in that the available computing resources can be maximally utilized and redistributed, and the user response time can be improved through fair distribution among users.
도 2는 본 명세서의 일 실시예에 따른 컴퓨팅 자원 배분 방법을 도시한 흐름도이다. FIG. 2 is a flowchart illustrating a computing resource allocation method according to an embodiment of the present invention.
이하에서 상술하는 컴퓨팅 자원 배분 방법은 도 1에서 설명한 자원 배분 장치에 의해 수행될 수 있다.The above-described computing resource allocation method may be performed by the resource allocation apparatus described in FIG.
상기 자원 배분 장치는 컴퓨팅 자원을 동적으로 공평하게 다중 사용자들에게 분배함으로써, 전체적인 시스템 활용률 및 사용자 응답시간을 향상시킬 수 있다.The resource allocation device can dynamically and equitably distribute the computing resources to multiple users, thereby improving the overall system utilization rate and the user response time.
상기 자원 배분 장치는 1 이상의 사용자로부터 컴퓨팅 자원 배분 요청을 수신한다(S210). 이때 상기 사용자는 슈퍼컴퓨터, 그리드 등의 컴퓨팅 자원을 공유하여 작업을 수행하고자 하는 장치를 지칭할 수 있다.The resource allocation apparatus receives a request for allocating a computing resource from at least one user (S210). At this time, the user may refer to a device that performs a task by sharing computing resources such as a supercomputer and a grid.
자원배분 요청을 수신한 상기 자원 배분 장치는 상기 사용자의 요청 작업 중에서 자원을 배분받지 못한 작업의 수, 상기 자원 배분 요청 시점에서의 대기 사용자(Demanding User) 수 및 가용 자원량을 기초로 하여 상기 사용자에게 배분할 자원량(Resource Allotment)을 계산할 수 있다(S220). 이때 상기 자원 배분 장치는 동적으로 다중 사용자에 대한 공정성(fairness)을 변동하면서 배분할 자원량(Resource Allotment)을 계산할 수 있으며, 일 실시예로 하기 수학식을 사용하여 배분할 자원량을 계산할 수 있다. The resource allocation apparatus, which has received the resource allocation request, notifies the user of the number of tasks for which resources are not allocated among the requested tasks of the user, the number of waiting users at the time of requesting resource allocation, (Resource Allotment) to be distributed (S220). At this time, the resource allocation apparatus can dynamically calculate the resource amount to be allocated while varying the fairness for multiple users. In one embodiment, the resource allocation amount can be calculated using the following equation.
여기서 상기 는 컴퓨팅 자원 배분 요청을 전송한 사용자 U에게 배분할 자원량이고, 는 상기 사용자 U의 작업 큐(task queue)에 남아있는 작업 수이고, 상기 는 상기 자원 배분 요청 시점(또는 자원 배분 시점)에서의 가용 자원량이고, 상기 는 대기 사용자 집합이고, 상기 는 상기 대기 사용자(Demanding User) 별 가중치이고, 는 상기 사용자 U의 가중치이다.Here, Is a resource amount to be distributed to a user U who has transmitted a computing resource allocation request, Is the number of tasks remaining in the task queue of the user U, Is the amount of available resources at the resource allocation request time (or resource allocation time point) Is a standby user set, Is a weight for each Demanding User, Is the weight of the user U.
상기 대기 사용자(Demanding User)는 상기 자원 배분 요청 시점에서 요청 작업 수만큼의 자원을 배분받지 못한 상태에 있는 사용자이며, 상기 컴퓨팅 자원 배분 요청을 전송한 사용자를 포함할 수 있다. 또한 상기 대기 사용자별 가중치는 상기 대기 사용자가 요청한 작업의 수, 상기 요청한 작업의 평균 소요 시간, 상기 대기 사용자의 우선 순위 등이 될 수 있으며, 이중 적어도 하나 이상에 근거하여 결정될 수 있다.The waiting user may be a user who is not allocated resources as many as the number of requested jobs at the resource allocation request time, and may include a user who has transmitted the computing resource allocation request. The weights of the waiting users may be determined based on at least one of the number of the jobs requested by the waiting user, the average time required for the requested jobs, the priority of the waiting user, and the like.
특정 사용자에게 배분할 자원의 계산이 완료되면, 상기 자원 배분 장치는 상기 계산된 자원량에 따라 상기 사용자에게 컴퓨팅 자원을 배분한다(S230). 이때 상기 자원 배분 장치는, 모든 가용 자원이 배분된 상태인 경우에는, 타 사용자에게 기 배분된 자원의 반환이 완료된 후에, 상기 사용자에게 상기 계산된 자원량에 따른 컴퓨팅 자원을 배분할 수 있다.When the calculation of the resource to be allocated to the specific user is completed, the resource allocation apparatus allocates the computing resource to the user according to the calculated resource amount (S230). In this case, when all the available resources are allocated, the resource allocation device may allocate the computing resources according to the calculated resource amount to the user after completion of the return of resources allocated to other users.
도 3은 본 명세서의 일 실시예에 따른 자원 배분 장치의 블록도이다.3 is a block diagram of a resource allocation apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 명세서의 실시예에 따른 자원 배분 장치(100)는 자원요청 수신부(101), 자원배분 계산부(102), 자원배분부(103)를 포함하여 구성될 수 있다.The
상기 자원 배분 장치(100)는 도 1 내지 도 2에서 설명한 컴퓨팅 자원 배분 방법을 수행할 수 있다. 즉 상기 자원 배분 장치(100)는 컴퓨팅 자원을 동적으로 공평하게 다중 사용자들에게 분배함으로써, 전체적인 시스템 활용률 및 사용자 응답시간을 향상시킬 수 있다.The
상기 자원 배분 장치(100)의 상기 자원요청 수신부(101)는 1 이상의 사용자로부터 컴퓨팅 자원 배분 요청을 수신한다. 이때 상기 사용자는 슈퍼컴퓨터, 그리드 등의 컴퓨팅 자원을 공유하여 작업을 수행하고자 하는 장치를 지칭할 수 있다.The resource
자원배분 요청을 수신하면, 상기 자원배분 계산부(102)는 상기 사용자의 요청 작업 중에서 자원을 배분받지 못한 작업의 수, 상기 자원 배분 요청 시점에서의 대기 사용자(Demanding User) 수 및 가용 자원량을 기초로 하여 상기 사용자에게 배분할 자원량(Resource Allotment)을 계산할 수 있다. 이때 상기 자원 배분 장치는 동적으로 다중 사용자에 대한 공정성(fairness)를 변동하면서 배분할 자원량(Resource Allotment)을 계산할 수 있으며, 일 실시예로 하기 수학식을 사용하여 배분할 자원량을 계산할 수 있다. Upon receiving the resource allocation request, the resource
여기서 상기 는 컴퓨팅 자원 배분 요청을 전송한 사용자 U에게 배분할 자원량이고, 는 상기 사용자 U의 작업 큐(task queue)에 남아있는 작업 수이고, 상기 는 상기 자원 배분 요청 시점(또는 자원 배분 시점)에서의 가용 자원량이고, 상기 는 대기 사용자 집합이고, 상기 는 상기 대기 사용자(Demanding User) 별 가중치이고, 는 상기 사용자 U의 가중치이다.Here, Is a resource amount to be distributed to a user U who has transmitted a computing resource allocation request, Is the number of tasks remaining in the task queue of the user U, Is the amount of available resources at the resource allocation request time (or resource allocation time point) Is a standby user set, Is a weight for each Demanding User, Is the weight of the user U.
상기 대기 사용자(Demanding User)는 상기 자원 배분 요청 시점에서 요청 작업 수만큼의 자원을 배분받지 못한 상태에 있는 사용자이며, 상기 컴퓨팅 자원 배분 요청을 전송한 사용자를 포함할 수 있다. 또한 상기 대기 사용자별 가중치는 상기 대기 사용자가 요청한 작업의 수, 상기 요청한 작업의 평균 소요 시간, 상기 대기 사용자의 우선 순위 등이 될 수 있으며, 이중 적어도 하나 이상에 근거하여 결정될 수 있다.The waiting user may be a user who is not allocated resources as many as the number of requested jobs at the resource allocation request time, and may include a user who has transmitted the computing resource allocation request. The weights of the waiting users may be determined based on at least one of the number of the jobs requested by the waiting user, the average time required for the requested jobs, the priority of the waiting user, and the like.
특정 사용자에게 배분할 자원의 계산이 완료되면, 상기 자원배분부(103)는 상기 계산된 자원량에 따라 상기 사용자에게 컴퓨팅 자원을 배분한다. 이때 상기 자원배분부(103)는, 모든 가용 자원이 배분된 상태인 경우에는, 타 사용자에게 기 배분된 자원의 반환이 완료된 후에, 상기 사용자에게 상기 계산된 자원량에 따른 컴퓨팅 자원을 배분할 수 있다.When the calculation of the resource to be allocated to the specific user is completed, the
이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
100 : 자원 배분 장치
101 : 자원요청 수신부
102 : 자원배분 계산부
103 : 자원배분부100: Resource allocation device
101: Resource request receiver
102: Resource allocation calculation unit
103: Resource allocation unit
Claims (13)
1 이상의 사용자로부터 컴퓨팅 자원 배분 요청을 수신하는 단계;
상기 사용자의 요청 작업 중에서 자원을 배분받지 못한 작업의 수, 상기 자원 배분 요청 시점에서의 대기 사용자(Demanding User) 수 및 가용 자원량을 기초로 하여 상기 사용자에게 배분할 자원량(Resource Allotment)을 계산하는 단계;
상기 계산된 자원량에 따라 상기 사용자에게 컴퓨팅 자원을 배분하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.CLAIMS What is claimed is: 1. A method for a resource allocation apparatus to allocate computing resources,
Receiving a computing resource allocation request from one or more users;
Calculating a Resource Allotment to be allocated to the user based on the number of tasks for which resources are not allocated among the user's requested tasks, the number of Demanding Users at the time of requesting resource allocation, and the available resources;
And distributing computing resources to the user according to the calculated amount of resources.
상기 사용자에게 배분할 자원량을 계산하는 단계는
동적으로 다중 사용자에 대한 공정성(fairness)을 변동하면서 배분할 자원량을 계산하는 단계인 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1,
The step of calculating the amount of resource to be allocated to the user
And calculating the amount of resources to be distributed while dynamically varying the fairness for multiple users.
상기 사용자에게 배분할 자원량을 계산하는 단계는
하기 수학식을 사용하여 배분할 자원량을 계산하는 단계이며,
여기서 상기 는 컴퓨팅 자원 배분 요청을 전송한 사용자 U에게 배분할 자원량이고, 상기 는 상기 사용자 U의 작업 큐(task queue)에 남아있는 작업 수이고, 상기 는 상기 자원 배분 요청 시점(또는 자원 배분 시점)에서의 가용 자원량이고, 상기 는 대기 사용자 집합이고, 상기 는 상기 대기 사용자(Demanding User) 별 가중치이고, 는 상기 사용자 U의 가중치인 것을 특징으로 하는 방법.3. The method of claim 2,
The step of calculating the amount of resource to be allocated to the user
Calculating a resource amount to be distributed using the following equation,
Here, Is a resource amount to be allocated to a user U that has transmitted a computing resource allocation request, Is the number of tasks remaining in the task queue of the user U, Is the amount of available resources at the resource allocation request time (or resource allocation time point) Is a standby user set, Is a weight for each Demanding User, Is a weight of the user < RTI ID = 0.0 > U. ≪ / RTI >
상기 대기 사용자(Demanding User)는
상기 자원 배분 요청 시점에서 요청 작업 수만큼의 자원을 배분받지 못한 상태에 있는 사용자이며, 상기 컴퓨팅 자원 배분 요청을 전송한 사용자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 3,
The Demanding User
And a user who has not been allocated resources as the number of requested jobs at the time of requesting resource allocation and has transmitted the computing resource allocation request.
상기 대기 사용자 별 가중치는 상기 대기 사용자가 요청한 작업의 수, 상기 요청한 작업의 평균 소요 시간, 상기 대기 사용자의 우선 순위 중 적어도 하나 이상에 근거하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 3,
Wherein the weight for each waiting user is determined based on at least one of a number of jobs requested by the waiting user, an average time required for the requested job, and a priority of the waiting user.
상기 사용자에게 컴퓨팅 자원을 배분하는 단계는
모든 가용 자원이 배분된 상태인 경우, 타 사용자에게 기 배분된 자원의 반환이 완료된 후에, 상기 사용자에게 상기 계산된 자원량에 따른 컴퓨팅 자원을 배분하는 단계인 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1,
The step of distributing computing resources to the user
And distributing computing resources according to the calculated amount of resources to the user after completion of returning the resources allocated to other users when all the available resources are allocated.
상기 사용자의 요청 작업 중에서 자원을 배분받지 못한 작업의 수, 상기 자원 배분 요청 시점에서의 대기 사용자(Demanding User) 수 및 가용 자원량을 기초로 하여 상기 사용자에게 배분할 자원량(Resource Allotment)을 계산하는 자원배분 계산부;
상기 계산된 자원량에 따라 상기 사용자에게 컴퓨팅 자원을 배분하는 자원배분부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자원 배분 장치.A resource request receiving unit for receiving a computing resource allocation request from at least one user;
(Resource allocation) to be allocated to the user on the basis of the number of tasks for which resources are not allocated among the requested tasks of the user, the number of waiting users at the time of requesting resource allocation, and the amount of available resources Calculating section;
And a resource allocation unit for allocating computing resources to the user according to the calculated resource amount.
상기 자원배분 계산부는
동적으로 다중 사용자에 대한 공정성(fairness)을 변동하면서 배분할 자원량을 계산하는 것을 특징으로 하는 자원 배분 장치.8. The method of claim 7,
The resource allocation calculation unit
And calculates a resource amount to be distributed while dynamically varying fairness to multiple users.
상기 자원배분 계산부는
하기 수학식을 사용하여 배분할 자원량을 계산하며,
여기서 상기 는 컴퓨팅 자원 배분 요청을 전송한 사용자 U에게 배분할 자원량이고, 상기 는 상기 사용자 U의 작업 큐(task queue)에 남아있는 작업 수이고, 상기 는 상기 자원 배분 요청 시점(또는 자원 배분 시점)에서의 가용 자원량이고, 상기 는 대기 사용자 집합이고, 상기 는 상기 대기 사용자(Demanding User) 별 가중치이고, 는 상기 사용자 U의 가중치인 것을 특징으로 하는 자원 배분 장치.9. The method of claim 8,
The resource allocation calculation unit
Calculates the amount of resources to be distributed using the following equation,
Here, Is a resource amount to be allocated to a user U that has transmitted a computing resource allocation request, Is the number of tasks remaining in the task queue of the user U, Is the amount of available resources at the resource allocation request time (or resource allocation time point) Is a standby user set, Is a weight for each Demanding User, Is a weight of the user (U).
상기 대기 사용자(Demanding User)는
상기 자원 배분 요청 시점에서 요청 작업 수만큼의 자원을 배분받지 못한 상태에 있는 사용자이며, 상기 컴퓨팅 자원 배분 요청을 전송한 사용자를 포함하는 것을 특징으로 하는 자원 배분 장치.10. The method of claim 9,
The Demanding User
Wherein the resource allocation apparatus includes a user who is not allocated resources as the number of requested jobs at the resource allocation request time, and transmits the computing resource allocation request.
상기 대기 사용자 별 가중치는 상기 대기 사용자가 요청한 작업의 수, 상기 요청한 작업의 평균 소요 시간, 상기 대기 사용자의 우선 순위 중 적어도 하나 이상에 근거하여 결정되는 것을 특징으로 하는 자원 배분 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the weight for each waiting user is determined based on at least one of a number of jobs requested by the waiting user, an average required time for the requested job, and a priority of the waiting user.
상기 자원배분부는
모든 가용 자원이 배분된 상태인 경우, 타 사용자에게 기 배분된 자원의 반환이 완료된 후에, 상기 사용자에게 상기 계산된 자원량에 따른 컴퓨팅 자원을 배분하는 것을 특징으로 하는 자원 배분 장치.8. The method of claim 7,
The resource allocation unit
And allocates the computing resources according to the calculated amount of resources to the user after completion of the return of the resources allocated to other users when all the available resources are allocated.
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