TWI333621B - Facilitating allocation of resources in a heterogeneous computing environment - Google Patents

Description

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玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於多元計算環境，尤係用來促進在 元計算環境（heterogeneous computing enviroments)中 助資源配置。 【先前技術】 一多元計算環境包含複數個具有不同架構與作業 之節點。例如，該環境之至少一節點係建立於執行與 境之至少一其他節點之一不同作業系統之一不同架構 礎上。一多元計算環境之一範例係一網格計算環境。 一種網格計算環境包含一些節點（例如工作站或 器），其係用於合作來解決大型計算問題》典型上，一 透過一大型地理區域展延。促成該網格之各個別節點 具有許多其他另外目的一於不同時候，其可能將其使 一叢集中之節點或個別工作站，以及網格成員（ members )。一般來說，使一個別節點或節點群組可用 網格之決策係建立於一些項目之基礎上，包含該節點 非網格角色中有多忙、網格節點之需求、及資源專用 節點之型態。該等資源，例如儲存、記憶體、計算動 檔案系統資源，可配置至較大網格，以建立—強λ、 解決問題之環境。 於目前習知技藝中，在欲執行於該網格節點舆# 上之工作的特徵之間，係具有一強烈的密切關係。尤』 一多 的辅 系統 該環 之基 伺服 網格 可能 用成 grid 於該 於其 於該 力與 |態、 節點 是， 3 1333621 選擇執行該工作或其一部分之節點需具有該作業系統之正 確版本與該正確平台架構（即該正確環境）。這是具有已為 一特定平台上之一特定作業系統編譯與連結之結合可執行 樓之工作結果。舉例來說，該可執行檔包含僅可執行於相 同環境之機器上之機器層指令。此缺點限制該網格配置僅 具有與欲執行工作相同環境之節點的資源。

先前曾經嘗試克服此項缺點。然而，迄今仍存在一亟 需能夠在一多元計算環境中促進資源配置的功能。 【發明内容】 透過一種在一多元計算環境中促進資源配置之方法的 提供，藉以克服先前技術缺點與提供額外優點。例如，該

方法包含由該多元計算環境之一資源管理器獲得關於耦合 至該資源管理器之一或多個節點之一或多個屬性’該一或 多個屬性指定由該一或多個節點所支援之至少一相容環 境；及由該資源管理器考慮該一或多個屬性之至少一屬性 配置該一或多個節點之至少一節點之一或多個資源至一要 求。 對應至上方概述方法之系統與電腦程式產品亦在此描 述與宣告β 透過本發明之技巧了解額外特性與優點。本發明之其 他實施例與態樣在此詳加描述’且視為本發明申請專利範 圍之一部分。 4 1333621

【實施方式】 根據本發明之一態樣，提供一功能以促進在一 算環境中之資源配置。該多元環境包含至少一資 器，其係用於負責決定該環境之何節點可處理一 求。為做此決定，該資源管理器先前會考慮與該要 相同環境（即架構與作業系統）之節點。此外，在一強 該資源管理器亦可考慮與該要求相同架構之不同版 點，如2003年9月17日申請，發明名稱為「包含 器之初始化之計算環境中之管理過程」之共同申請 第 10/667,163 號。 藉由本發明之一或多個態樣，欲考慮以處理一 求之節點範圍大大擴張。舉例來說，可考量具有與 不同本地環境之節點。雖然其本地環境不同於該要 於其可支援其他環境，將可考慮該等多元節點。 該多元計算環境之資源管理器自該環境中之不 獲得資訊，並使用該資訊以決定何節點可用以處 求。由該資源管理器獲得之資訊包含關於由該節點 對該節點並非本地之一或多個環境（如平台與作業： 屬性。該等相容性屬性可用於該資源管理器，以擴 以處理一特定要求之節點範圍，且因此擴大資源。 一多元計算環境之一範例描述於第1圊中。於 中，該多元環境係一網格計算環境100，例如包含 使用者工作站102(如膝上型電腦、筆記型電腦（例士 Pads)、個人電腦、RS/6000’s等等），透過例如網際 多元計 源管理 特定要 求具有 化上， 本之節 虛擬機 專利案 特定要 該要求 求，由 同節點 理一要 支援但 备統）之 大可用 此範例 複數個 ，Think •網路、 1333621

卜部網路、或内部網路，搞合至一工作管理服務1〇4。例 如工作管理服務104包含欲執行於一網路應用程式伺服 器，例如IBM®提供之Websphere，上或欲跨複數個伺服器 分散之一網路應用程式。其負責接受使用者要求，並傳送 該要求至該環境之適當節點。舉例來說，一使用者經由一 客戶端應用程式，例如一網路瀏覽器或一獨立應用程式， 與該工作管理服務互動。迄今具有包含一工作管理服.務之 許多不同產品’例如包含Platform(www.piatf〇rm c〇m)提供 之 LSF ' 及]y[aui，可於 http://www.supercluster.org 獲得 開故來源排程器。（IBM®係美國紐約州Armonk市的國際 商業機器公司。在此使用之其他名稱可能為國際商業機器 公司或其他公司之註冊商標、商標或產品名稱。）

工作管理服務104進一步經由網際網路、外部網路或 内部網路耦合至一或多個資料中心106。例如，各資料中 心包含一或多個節點108,例如主機、工作站與/或伺服器。 該環境之節點係至少一節點建立以一不同架構為基礎與/ 或執行與至少一其他節點不同之一作業系統於其中之多元 節點。舉例來說，一節點可建立以執行一 Linux作業系統 之x86架構為基礎，而另一節點可建立以執行AIX之 PowerPC架構為基礎。 如上所述，一網格計算環境包含合作解決一大型計算 問題之複數個節點。促成該網格之個別節點可具有許多其 他另外目的。舉例來說，該網格中之節點可使用為個別工 作站或形成一叢集’其一範例描述於第2圖中。例如一叢 ⑧ 1333621 集200包含由一資源管理器204 (例如一叢集資源管理器） 所管理之一組多元節點 202。該叢集資源管理器自使用者 接收要求，且負責配置叢集資源至該個別要求。該資源配 置之方法係依據該要求之需求（如儲存、CPU需求等等）而 定。使用該資源有效地最大化產量係該叢集資源管理器之 責任。一叢集資源管理器之一範例係由組約州 Armonk市 之國際商業機器公司提供之Loadleveler »

一或多個叢集可耦合在一起，以形成一網格計算環 境。於一網格環境中，加入用於配置節點至該較大網格之 軟體之一額外層，如第3圖中所示。一網格計算環境300 包含一工作管理服務（例如一網格資源管理器3 02 )，其係 耦合至複數個叢集之複數個叢集資源管理器3 04。遞送一 要求至該網格資源管理器，且該網格資源管理器意識到一 或多組節點，其可各具有不同架構與作業系統。其來自該 網格資源管理器於為一網格要求評估可用資源時利用之架 構與作業系統池中。舉例來說，若遞送為一 x86叢集編譯 之一 Linux可執行網格要求（如一工作或其一部分），該網 格管理器僅考慮正好滿足此等條件以選擇候選資源之該組 節點。此缺點例示於第4圖中，其中由於該遞送要求之作 業系統與架構限制，大量資源可能保持間置。 參閱第4圖，由於該網格資源管理器400意識到該等 節點具有與欲執行之可執行環境相同，一網格資源管理器 400僅考慮耦合至叢集資源管理器404之計算節點402。也 就是說，由於其建立以該x86架構為基礎，且執行該Linux 1333621

作業系統’為一 χ86叢集編譯之Linux可執行於該等節 上。由於其不與該遞送可執行之環境相同，由一叢集資 管理器40 8管理、執行一 AIX作業系統於一 p〇werpc架 上之節點4〇6不為資源配置考慮。 然而，根據本發明之一態樣’可考慮節點4〇6 β也 是說’若該專即點可支援另外作業系統與架構，則提供 功能以允許一網格資源管理器考慮額外節點。舉例來說 雖然一網格之一或多個節點對一環境係屬本地（即具有 特定硬體平台與作業系統），其亦可支援其他環境是可 的。例如具有執行ΑΙΧ之PowerPC之一本地作業環境之 節點可能可支援執行Linux之χ 86之一環境。因此，該 點可處理需要任一環境之要求（如執行程式），如由該要 明示或暗示者來指示。 為了欲執行於對該要求非本地之一節點上之一要求 該要求移動至另一環境。舉例來說’若該要求係執行一 式，為該本地環境撰寫之程式移至另一環境。現存許多 藝，其係用以自一環境移動一程式，以使其可執行於另 環境中。上述之一技藝包含使用一應用程式程式化介 (API)。程式透過一連串定義於一 API中之定義良好作業 統功能存取作業系統常式，例如讀取與寫入檔案。撰寫 一高階程式語言中之一建構良好程式’例如該C程式 言，若二作業系統支援相同API，可容易自一作業系統 送至另一作業系統。舉例來說，以具有一些API呼叫之 撰寫之一程式可執行於一 AIX作業系統上’值若Linux 點 源 構 就 能 JtAe 即 求 程 技 面 系 於 語 匯 C 支 1333621 援如AIX般之相同組API，可匯送至執行於Linux上。同 樣的，自一 x86(Intel 32位元）平台匯送一應用程式至一 64 位元平台亦可成立一若提供一 API，該程式應可很容易的 匯送。

API之缺點係其為程式化介面，且需要一重新編譯 碼，以自一環境匯送該應用程式至另一環境。同樣的，回 到執行AIX之一 C程式之範例，相同程式會需要於一 Linux 環境中重新編譯’使用該Linux API，使該程式成功執行 於Linux下。此為自一環境匯送至另一環境之各程式強迫 一重新編譯之概念係耗時的，且有時候揭露該API中之隱 藏的缺陷。因此，已經尋找其他技藝。

稱為ABI或應用程式二進位介面之一技藝提供用以於—不同 環境中執行一程式之一更直覺的技藝。ABI提供自一環境採用一 了執行’且透過一仿效軟想層（emulati〇n s〇ftware layer)之使用 或透過一目標機器上之直接硬艎支援，不需重新編 譯於另一環境中加以執行之一技藝。使用ABI之一架構係由加 州桑尼維之AMD提供之AMD64架構。ABI之一範例描述於 P-"gcc,gnu.org/onlinedocs/gcc/Compatibility.html 之 「二進位相容性」中’其内容在此以其整體併入參照。 根據本發明之態樣，揭露可支援不同架構之節點，例 如ABI功能者，揭露至該網格資源管理器，使得當配置工 作至該個别叢集或節點時，該網格資源管理器可使用此資 訊。此允許一較廣節點群组變得可用於該較大網格。 參照第5圖，其加以描述關於揭露該網格資源管理器 1333621 之不同功能之邏輯的一具體實施例，其接著可使用其資 配置中之資訊。 ' ^

當一節點，例如一工作站，上線時，步驟5〇〇，其提 供”且屬陡至其資源管理器，例如該叢集資源管理器，步 驟502。舉例來說，該等屬性包含該節點之平台（架構）； 該作業系統與該節點之作業系統層；以及一組相容性屬 性，例如包含透過如ABI由該節點支援之任何額外作業系 統與/或任何額外平台（架構）。此資訊經由如網路服務呼叫 或網路服務通知提供至該叢集資源管理器。例如指定該等 屬性之一 XML文件使用網路服務呼叫或通知，例如一 s〇Ap呼 叫，傳輸至該叢集資源管理器。SOAP之一範例描述於 http ://www. w3 .org/TR/200 3/REC-soap 1 2-part0-20030624/ 之Nilo Mitra之「SOAP版本1.2部分0:初級」中，其内 容在此以其整體併入參照。 該叢集資源管理器接收此資訊，並過濾該節點之至少 該相容性屬性（如其支援之一或多個非本地環境）至該網格 資源管理器，步驟5 〇4。於一範例中，此資訊使用如同用 以自一節點傳送該資訊至該叢集資源管理器之一類似機制 提供至該網格資源管理器。例如經由一網路服務呼叫’例 如一 SOAP呼叫’提供該相容性屬性至由該網格資源管理 器揭露之一網路服務。雖然在此給予用以提供該資訊之一 範例，許多其他通訊媒體亦為可能。該網格資源管理器接 著於配置資源至一要求時考慮該等屬性，步驟506。 第6圖描述獲得該相容性屬性之網格資源管理器之一 10 1333621

圖形說明，使得該網格資源管理器可使用該等屬性 資源中。如第6圖中所示，計算節點600各具有 PowerPC之一本地環境，但係x86與Linux ABI相 節點提供此資訊至其叢集資源管理器602。該叢集 理器接著過濾此資訊至網格資源管理器 604。因此 網格資源管理器為一 Linux可執行接收一要求時， 慮節點6 0 6，以及當決定如何配置該資源時考慮節 舉例來說，其可傳送詢問至節點600與606上之管 以看看是否那些節點具有需要的資源。若該節點之 個具有該資源，則選擇該節點之至少之一者以處理1 上方詳述用以於一多元計算環境中促進資源配 功能。一資源管理器，例如一網格資源管理器，獲 該多元環境中何節點可支援額外作業系統與平台之 該資源管理器接著使用此資訊決定如何配置資源。 的擴張為一特定要求可用於該多元計算環境之一些 雖然在此描述一多元計算環境之一範例，在不 發明之一或多態樣之精神外，對該環境之許多變化 的。例如其他網格環境之外的環境可併入並且使用 之一或多態樣。舉例來說，使用一實體（例如一資 器）以配置資源之任何多元環境，其能夠得益於本 一或多態樣。例如具有多元節點之叢集，以及一管 其中管理一群多元節點之其他環境，可使用本發明 多態樣。再舉一例，該網格資源管理器與叢集資源 僅為可根據本發明一或多態樣使用之管理器範例。 於配置 AIX與 容。該 資源管 ，當該 其可考 S 600 · 理器， 一或多 亥要求。 置之一 付識別 資訊。 此有利 資源。 悖離本 係可能 本發明 源管理 發明之 理器於 之一或 管理器 可使用 11 1333621 其他型態之管理器。此外，雖然提供網格與叢集資源管理 器之範例，其他修改亦存在。例如可使用其他應用或過程。

更多範例，節點可為與在此描述不同之類別（如主機、 工作站或伺服器之外）與/或可支援不同環境。許多環境（如 架構與/或作業系統）可使用本發明之/或多態樣。此外， 包含具有與另一節點相同架構但一不同版本<一節點之一 多元環境可併入本發明之一或多態樣。此外，ABi之外之 各種型態介面亦可用以移動工作至不同環境β再者，各種 機制可用以過濾來自該節點之相容性屬性至讀網格資源管 理器或其他管理器。 又另一範例，該使用者可由一自動化服務或程式取 代。此外，單一要求或工作可包含同步執行於多個節點上 之多項工作。此可由類似上述加以完成，例如該網格資源 管理器接觸複數個叢集管理器，且使該等管埋器管理複數 個要求。許多其他變化亦存在。再另一範例， -¾環境可包 含分割之一或多個節點。再又一範例，本發明之一或多方面應用 至來自日立公司之Plug Compatible Machines (P CM)。其他範 例亦為可能》 不管該型態之環境，有利的是，本發明之一或多態樣 允許不利用提供立即經濟效益至具有一大型安裝節點之一 組織之計算電力。 本發明之一或多態樣之功能可實施於軟體、韌體、硬 • 想或其某種组合中》 本發明之一或多態樣可包含於具有如電腦可使用媒體 12 1333621

之一製造物品（如一或多個電腦程式產品）中。例如該 於其中具有電腦可讀取程式碼手段或邏輯（如指令、 碼、命令等等），以提供與輔助本發明之功能。該製造 可包含為一電腦系統之一部分或分離銷售。 此外，可提供可由實施可由該機器執行之指令之 一程式之一機器讀取之至少一程式儲存裝置，以執行 明之功能。 在此描述之流程圖僅為範例，於不悖離本發明 外，可對該等示意圖或其中描述之步驟（或操作）做許 化。例如該步驟可以一不同順序執行，或可加入、刪 修改步驟。該等所有變化皆被本發明申請專利範圍所s 雖然在此已經詳細描述較佳實施例，對熟悉相關 人士來說，很明顯可於不悖離本發明精神外做出各 改、附加、替換等等，且因此該等行為亦視為如下方 專利範圍中定義之本發明範疇之内。 【圖式簡單說明】 第1圖描述併入與使用本發明一或多個態樣之一 計算環境之一實施例； 第2圖描述根據本發明一方面可實施於第1圖之 計算環境中之一叢集之一範例； 第3圖描述根據本發明一方面之一網格計算環境 數個叢集之一範例； 第4圖描述可用於該網格之資源被限制於其中之 媒體 程式 物品 至少 本發 精神 多變 除或 每蓋。 技藝 種修 申請 多元 多元 之複 一網 13 1333621 格計算環境之一實施例； 第5圊描述根據本發明一方面關於提供額外資源至該 網格之邏輯之一實施例；及 第6圊描述根據本發明一方面額外資源可用於該網格 以供配置於其中之一網格計算環境之一實施例。

【主要元件符號說明】 100 計 算 環 境 408 叢 集 資源管理器 102 使 用 者 工 作 站 500 Arfr 即 點 上線 104 工 作 管 理 服 務 502 節 點 過濾至其資源 106 資 料 中 心 管 理 器相容性屬性 108 即 點 504 資 源 管理器過濾相 200 叢 集 容 性 屬性至網格資 202 計 算 節 點 源 管 理器 204 叢 集 資 源 管 理 器 506 當 配 置資源至一工 300 網 格 計 算 環 境 作 時 ，網格資源管理 302 網 格 資 源 管 理 器 器 考 慮相容性屬性 304 叢 集 資 源 管 理 器 600 AIX PowerPC 400 網 格 資 源 管 理 器 602 叢 集 資源管理器 402 LINUX X 8 6 604 網 格 資源管理器 404 叢 集 資 源 管 理 器 606 LINUX x86 406 AIX Pow< srPC 14

Claims (1)

1. 1333621 拾、申請專利範圍： 1. 一種在一多元計算環境中促進資源配置之方法 法至少包含： 由該多元計算環境之一資源管理器獲得關 至該資源管理器之一或多個節點之一或多個屬 一或多個屬性指定由該一或多個節點所支援之 相容環境；及 由該資源管理器考慮該一或多個屬性之至 性配置該一或多個節點之至少一節點之一或多 至一要求。 2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其令上述 一相容環境包含至少一非本地環境。 3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述 步驟包含考慮具有不同於由該要求指定之一 境，但可支援由該要求指定之環境之至少一節 4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其更包含 源管理器接收該要求，雖然該環境並非該至少 之本地環境，該要求指定將於其中處理該要求 境，且其中具有欲配置之一或多個資源之至少 可支援該環境，如由該至少一節點之至少一屬 ，該方 於轉合 性，該 至少一 少一屬 個資源 之至少 之考慮 本地環 點。 由該資 一節點 之一環 一節點 性所指 15 1333621 定者。 5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中上述之要求 包含欲執行之一程式。 6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述之獲得 步驟包含由該一或多個節點提供一或多個屬性至該資

   7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中由該一或多 個節點提供該一或多個屬性至該資源管理器係經由耦 合至該一或多個節點之一或多個其他資源管理器。 8.

   如申請專利範圍第7項所述之方法，其中上述之資源 管理器係一網格資源管理器，且上述之一或多個其他 資源管理器包含一或多個叢集資源管理器。 9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述之多元 計算環境包含一網格計算環境，且上述之資源管理器 包含一網格資源管理器。 10. 一種在一多元計算環境中促進資源配置之系統，該系 統包含： 16 1333621 獲得構件，其係用以由該多元計算環境之一資源 管理器獲得關於耦合至該資源管理器之一或多個節點 之一或多個屬性，該一或多個屬性指定由該一或多個 節點支援之至少一相容環境；及 考慮構件，其係用以由該資源管理器考慮該一或 多個屬性之至少一屬性配置該一或多個節點之至少一 節點之一或多個資源至一要求。 11.如申請專利範圍第10項所述之系統，其中上述之至少 一相容環境包含至少一非本地環境。 12.如申請專利範圍第10項所述之系統，其中上述之考慮 構件考慮具有不同於由該要求指定之一本地環境，但 可支援由該要求指定之環境之至少一節點。 ^ 13.如申請專利範圍第10項所述之系統，其更包含接收構 件，其係用以由該資源管理器接收該要求，雖然該環 境並非該至少一節點之本地環境，該要求指定將於其 中處理該要求之一環境，且其中具有欲配置之一或多 個資源之至少一節點可支援該環境，如由該至少一節 點之至少一屬性所指定者。 ' 14.如申請專利範圍第13項所述之系統，其中上述之要求 17 1333621 包含欲執行之一程式。 15.如申請專利範圍第10項所述之系統，其中上述之獲得 構件包含提供構件，其係用以由該一或多個節點提供 一或多個屬性至該資源管理器。

   16.如申請專利範圍第15項所述之系統，其中用以由該一 或多個節點提供該一或多個屬性至該資源管理器之提 供構件係經由耦合至該一或多個節點之一或多個其他 資源管理器。 17.如申請專利範圍第16項所述之系統，其中上述之資源 管理器係一網格資源管理器，且上述之一或多個其他 資源管理器包含一或多個叢集資源管理器。 ^ 18.如申請專利範圍第10項所述之系統，其中上述之多元 計算環境包含一網格計算環境，且上述之資源管理器 包含一網格資源管理器。 19. 一種在一多元計算環境中促進資源配置之系統，該系 統包含： 該多元計算環境之一資源管理器獲得關於耦合至 該資源管理器之一或多個節點之一或多個屬性’該一 18 1333621 或多個屬性指定由該一或多個節點支援之至少一相容 環境；及 該資源管理器考慮該一或多個屬性之至少一屬性 來配置該一或多個節點之至少一節點之一或多個資源 至一要求。 20. —種製造物品，其至少包含：

   至少一電腦可讀取媒體，其具有電腦可讀取程式 碼邏輯，以促進在一多元計算環境中之資源配置，該 電腦可讀取程式碼邏輯包含： 獲得邏輯，其係用以由該多元計算環境之一資源 管理器獲得關於耦合至該資源管理器之一或多個節點 之一或多個屬性，該一或多個屬性指定由該一或多個 節點支援之至少一相容環境；及

   考慮邏輯，其係用以由該資源管理器考慮該一或 多個屬性之至少一屬性來配置該一或多個節點之至少 一節點之一或多個資源至一要求。 21.如申請專利範圍第20項所述之製造物品，其中上述之 至少一相容環境包含至少一非本地環境。 22·如申請專利範圍第20項所述之製造物品，其中上述之 考慮邏輯包含考慮具有不同於由該要求指定之一本地 19 1333621

   環境，但可支援由該要求指定之環境之至少一節點 2 3.如申請專利範圍第20項所述之製造物品，其更包含 收邏輯，其係由該資源管理器接收該要求，雖然該 境並非該至少一節點之本地環境，該要求指定將於 中處理該要求之一環境，且其中具有欲配置之一或 個資源之至少一節點可支援該環境，如由該至少一 點之至少一屬性所指定者。 24.如申請專利範圍第23項所述之製造物品，其中上述 要求包含欲執行之一程式。 2 5.如申請專利範圍第20項所述之製造物品，其中上述 獲得邏輯包含提供邏輯，由該一或多個節點提供一 多個屬性至該資源管理器。 2 6.如申請專利範圍第25項所述之製造物品，其中由該 或多個節點提供該一或多個屬性至該資源管理器係 由耦合至該一或多個節點之一或多個其他資源管 器。 2 7.如申請專利範圍第26項所述之製造物品，其中上述 資源管理器係一網格資源管理器，且上述之一或多 接 環 其 多 節 之 之 或 經 理 之 個 20 1333621

   其他資源管理器包含一或多個叢集資源管理器。 28.如申請專利範圍第20項所述之製造物品，其中上述之 多元計算環境包含一網格計算環境，且上述之資源管 理器包含一網格資源管理器。

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