TWI502335B

TWI502335B - 自動節點配置方法及伺服器系統

Info

Publication number: TWI502335B
Application number: TW102144919A
Authority: TW
Inventors: Ying Chih Lu
Original assignee: Inventec Corp
Priority date: 2013-12-06
Filing date: 2013-12-06
Publication date: 2015-10-01
Also published as: TW201523230A

Description

自動節點配置方法及伺服器系統

本發明係關於一種自動節點配置方法及伺服器系統，特別是一種依據伺服器系統負載自動配置節點的自動節點配置方法及伺服器系統。

隨著科技的進步，雲端運算(Cloud Computing)已廣泛使用於三種主流的服務，即為軟體即服務(Software as a Service,SaaS)、平台即服務(Platform as a Service,PaaS)及基礎架構即服務(Infrastructure as a Service,IaaS)。基礎架構即服務現今已逐漸應用到網路上的各個服務，基礎架構即服務提供了虛擬儲存空間(Virtual Storage)、虛擬機(Virtual Machine)、虛擬機叢聚(Virtual Machines Cluster)及虛擬資料中心(Virtual Data Center)讓使用者使用。而使用者基於上述的服務，使用者提供網路服務。如欲啟動執行環境伺服器(Preboot execution environment server,PXE server)、動態主機設定協定伺服器(Dynamic Host Configuration Protocol Server,DHCP Server)、網路時間協定伺服器(Network Time Protocol Server,NTP Server)、網域名稱系統伺服器(Domain Name System Server, DNS Server)及異常監控伺服器(Monitor Server)等。

而上述伺服器之網路服務，其負載(loading)皆取決於有多少用戶連接到伺服器使用網路服務。若用戶的人數暴增，伺服器往往會因為過多的負載而處理不暇，造成連線過慢或當機。但若用戶的人數過少，往往會造成伺服器的資源浪費。也因為用戶的人數時常變動，所以上述的網路服務，已逐步轉移到彈性較大的基礎架構即服務上。

並且，基礎架構即服務的資源配置，目前皆以預先配置的方式進行資源配置。例如針對不同的網路服務，配置不同的資源，如儲存空間較多或運算效能為主等資源配置方式。而當用戶數增加或減少時，網路服務的管理者必須時常監看網路服務的負載狀態，並手動調整網路服務所使用的資源數量。這樣一來，往往會造成無法及時因應情況調整及人力資源的浪費。

目前雖有針對固定的部分時段預估網路服務的負載，並定時依據預估的結果進行資源調整。然而，由於網路服務的突發狀況多數無法預知，因此網路服務的負載變化大多無法準確預測。定時的調整往往會造成更多資源浪費，反而增加成本的損耗。因此，基礎架構即服務的資源配置仍有改善的空間。

有鑑於以上的問題，本發明提出一種依據伺服器系統負載自動配置節點的自動節點配置方法及伺服器系統以幫助伺服器系統可以依據負載自動調整節點數量以因應伺服器系統所需。避免由於負載增加無法及時因應造成伺服器系統緩慢或無力負荷，或是伺服器系統之負載降低時無法即時釋出閒置之節點以供其他服務使用。

本發明提供一種自動節點配置方法，適於一伺服器系統，伺服器系統具有多個第一節點。此自動節點配置方法包括下列步驟。接收第一節點的節點資訊，以取得第一節點的更多節點資訊。依據第一節點的節點資訊，對每一第一節點安裝一作業系統，以識別第一節點的硬體資訊。整合第一節點的硬體資訊，以產生多個第二節點。接收第二節點的節點資訊，以取得第二節點的節點類型。依據第二節點的節點類型，對每一第二節點安裝一軟體封裝資料，以配置第二節點至伺服器系統，使伺服器系統啟動並正常運作。並依據一配置策略，調整伺服器系統配置之第二節點的數量。

在本發明一實施例中，前述伺服器系統係以最少可運作之第二節點的數量進行運作。

在本發明一實施例中，前述依據配置策略調整伺服器系統配置之些第二節點的數量的步驟包括下列步驟。依據第二節點，建立一節點屬性列表。偵測伺服器系統之一系統負載值。並當系統負載值大於等於一系統高負載瓶頸值時，增加配置於伺服器系統的第二節點的數量。

在本發明一實施例中，前述偵測伺服器系統之系統負載值的步驟包括下列步驟。當系統負載值小於一系統低負載瓶頸值時，減少配置於伺服器系統的第二節點的數量。

本發明提供一種伺服器系統，此伺服器系統包括多個第一節點、多個第二節點、一資料庫及一配置模組。多個第二節點係依據第一節點的硬體資訊進行整合後產生。資料庫係用以儲存第一節點的節點資訊、第二節點的節點資訊與第二節點的節點類型。配置模組耦接第一節點、第二節點與資料庫，接收第一節點的節點資訊，以取得第一節點的資訊，並依據第一節點的節點資訊，對每一第一節點安裝一作業系統，以識別第一節點的硬體資訊，依據第一節點的硬體資訊產生多個第二節點，接收第二節點的節點資訊，以取得第二節點的節點類型，後依據第二節點的節點類型，對每一第二節點安裝一軟體封裝資料，以配置第二節點至伺服器系統，使伺服器系統啟動並正常運作，依據一配置策略調整伺服器系統配置之第二節點的數量。

在本發明一實施例中，前述配置策略包括依據第二節點，建立一節點屬性列表，並偵測伺服器系統之系統負載值，當系統負載值大於等於一系統高負載瓶頸值時，增加配置於伺服器系統的第二節點的數量。

在本發明一實施例中，前述當系統負載值小於系統高負載瓶頸值時，減少配置於伺服器系統的第二節點的數量。

本發明所揭露之自動節點配置方法及伺服器系統，藉由伺服器系統的負載狀態，而據以決定配置於伺服器系統的節點數。先接收伺服器系統中第一節點的節點資訊，以取得第一節點的資訊。再依據第一節點的節點資訊，對每一第一節點安裝一作業系統，以識別第一節點的硬體資訊。並整合第一節點的硬體資訊，以產生多個第二節點。接收第二節點的節點資訊，以取得第二節點的節點類型。依據第二節點的節點類型，對每一第二節點安裝一軟體封裝資料，以配置第二節點至伺服器系統，使伺服器系統啟動並正常運作。並依據一配置策略，調整伺服器系統配置之第二節點的數量。如此一來，當伺服器系統的負載提高或降低時，可有效即時因應伺服器系統的資源需求，以增加伺服器系統的穩定性。

以上之關於本發明內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

1、4‧‧‧伺服器系統

10、40‧‧‧第一節點

11、41‧‧‧第二節點

410‧‧‧運算節點

411‧‧‧儲存節點

412‧‧‧服務節點

12、42‧‧‧資料庫

13、43‧‧‧配置模組

430‧‧‧節點屬性列表

S201~S206、S301~305‧‧‧步驟流程

第1圖，係為根據本發明一實施例之伺服器系統的系統架構圖。

第2圖，係為根據本發明一實施例之自動節點配置方法的流程圖。

第3圖，係為根據本發明另一實施例之自動節點配置方法的流程圖。

第4圖，係為根據本發明一實施例之伺服器系統的範例架構圖。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所發明之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

請參考『第1圖』，其為根據本發明一實施例之伺服器系統的系統架構圖。伺服器系統1包括第一節點10、第二節點11、資料庫12及配置模組13。伺服器系統1可例如為雲端服務供應伺服器(Cloud Service Provision Server)。伺服器系統1係用以提供例如為軟體即服務、平台即服務及基礎架構即服務等雲端服務，並依據欲執行之服務配置相對應的資源。第一節點10係例如為於雲端服務架構下，由伺服器系統1分配硬體資源產生的基礎資源節點。此基礎資源節點僅有硬體配置之資訊，當未安裝作業系統時無法運作。第二節點11係例如為組合第一節點10後，第二節點11例如可作為服務節點、儲存節點及運算節點。且在第一節點10尚未組合成為第二節點11之前，第一節點10需例如先安裝作業系統以識別第一節點10的硬體資訊。

於本實施例中，前述服務節點係用以執行網際網路服務，如超文本傳輸協定(Hyper Text Transfer Protocol,HTTP)及資料庫(Database)存取服務等網際網路服務。前述儲存節點係用以執行雲端資料存取服務，如檔案傳輸協定(File Transfer Protocol,FTP)及雲端硬碟等雲端資料存取服務。前述運算節點係用以執行雲端運算服務，如大型資料整理及客戶管理系統等雲端運算服務。資料庫12係例如用以儲存第一節點10的節點資訊、第二節點11的節點資訊與第二節點11的節點類型。配置模組13係依據資料庫12進行第二節點11的配置，並配置模組13依據配置策略增減已配置的第二節點11的數量。配置模組13更可建立節點屬性表，用以紀錄第二節點11的分類用以加快配置的速度。

舉例來說，當伺服器系統1啟動後，伺服器系統1之處理單元先進行初始化的設定。當伺服器系統1之初始化設定完畢後，伺服器系統1之處理單元偵測第一節點10的數量及資訊，此資訊例如包括基板管理控制器的網路實體位址(BMC NIC MAC/IP address)及主機網路實體位址(host NIC MAC/IP address)。前述偵測第一節點10的方式例如為處理單元執行節點自動偵測執行緒(Node Auto Detection Daemon,NAD Daemon)。其中，節點自動偵測執行緒係為依固定時間由處理單元執行的常駐於伺服器系統1的執行緒，且此執行緒提供應用程序接口(Application Program Interface,API)，此應用程序接口例如為以通訊協定接口(TCP/IP socket)進行程序互聯溝通(interprocess communication,IPC)與來其它之執行緒互動。伺服器系統1經由節點自動偵測執行緒偵測第一節點10之數量與資訊後，伺服器系統1將第一節點10之數量與資訊儲存於資料庫12中。伺服器系統1更可經由處理單元執行節點供應執行緒(Node Provision Daemon,NP Daemon)，節點供應執行緒亦為依固定時間由處理單元執行的常駐執行緒。伺服器系統1經由節點供應執行緒更進一步於第一節點10上安裝作業系統，以識別第一節點10的硬體資訊(例如為SMBIOS之資料)。第一節點10上安裝作業系統可例如為欲啟動執行環境開機系統(Preboot eXecution Enviorment boot,PXE boot)方式來進行安裝。

接著，第二節點11係經由伺服器系統1以處理單元整合第一節點10後產生，且第二節點可例如分類為服務節點、儲存節點及運算節點。於本實施例中，第二節點11中的服務節點例如由一個第一節點10組成。第二節點11中的儲存節點例如由三個第一節點10組成。第二節點11中的運算節點例如由兩個第一節點10組成。然而，前述服務節點、儲存節點與運算節點的數量僅為本發明的一種實施範例，但本發明不限於此，伺服器系統1可視其需求調整這些節點的數量。伺服器系統1中的節點供應執行緒，亦將第二節點11的節點資訊與第二節點11的節點類型儲存於資料庫12中。

並且，伺服器系統1中所執行的節點供應執行緒將針對儲存第二節點11的節點資訊與第二節點11的節點類型，對第二節點11安裝對應的軟體封裝資料。並經由配置模組13將第二節點11配置於伺服器系統1中，使伺服器系統1啟動服務並正常運作。並依據配置策略調整配置於伺服器系統1中第二節點11的數量，配置策略係為依照伺服器系統1負載進行設定。伺服器系統1例如經由最小雲配置執行緒(Minimum Cloud Deployment Daemon,MCD Daemon)，配置啟動服務的最小量第二節點11。伺服器系統1例如經由需求雲配置執行緒(On-Demand Cloud Deployment Daemon,DCD Daemon)，依據負載配置所需要的第二節點11之數量。

藉由上述實施例的說明，可以歸納出一種自動節點配置方法。請參考『第2圖』，其係為根據本發明一實施例之自動節點配置方法的流程圖。本實施例之自動節點配置方法可適於伺服器系統。在步驟S201中，接收第一節點的節點資訊，以取得第一節點的節點資訊，此節點資訊例如包括基板管理控制器的網路實體位址(BMC NIC MAC/IP address)及主機網路實體位址(host NIC MAC/IP address)。在步驟S202中，依據第一節點的節點資訊，對每一第一節點安裝作業系統，以識別第一節點的硬體資訊，此硬體資訊例如為系統管理基本輸入輸出系統(System Management BIOS,SMBIOS)的資料。在步驟S203中，整合第一節點的硬體資訊，以產生多個第二節點。在步驟S204中，接收第二節點的節點資訊，以取得第二節點的節點類型。在步驟S205中，依據第二節點的節點類型，對每一第二節點安裝軟體封裝資料，以配置第二節點至伺服器系統，使伺服器系統啟動並正常運作。在步驟S206中，依據配置策略，調整伺服器系統配置之第二節點的數量。

請參考『第3圖』，其係為根據本發明另一實施例之自動節點配置方法的流程圖。在步驟S301中，依據第二節點，建立一節點屬性列表。在步驟S302中，偵測伺服器系統之系統負載值。在步驟S303中，判斷系統負載值是否大於等於系統高負載瓶頸值。若系統負載值大於等於系統高負載瓶頸值，則進入步驟S304。反之，若系統負載值小於系統高負載瓶頸值，則進入步驟S305。在步驟S304中，增加配置於伺服器系統的第二節點的數量。在步驟S304中，減少配置於伺服器系統的第二節點的數量。

請參考『第4圖』，係為根據本發明一實施例之伺服器系統的範例架構圖。圖中大部分元件與『第1圖』相同，新增元件之部分將於文後詳述。當伺服器系統4啟動完成後，第一節點40已被處理單元偵測並安裝作業系統。第一節點40已整合為之類型與資訊，於第二節點41中產生運算節點410、儲存節點411及服務節點412。配置模組43亦產生節點屬性列表430，節點屬性列表430用以記錄第二節點41的分類，如運算節點410、儲存節點411及服務節點412。

首先，伺服器系統4例如為網頁伺服器，其伺服器系統4負載時常發生變化。於每一個時段中，客戶端瀏覽網頁的習慣與人數都不盡相同。可預先設定配置策略中服務負載上限為80%，服務負載下限為20%。伺服器系統4係例如具有定時偵測服務負載的常駐執行緒，此常駐執行緒隨時監控伺服器系統4的服務負載上升及下降的情況。當伺服器系統4預測服務負載即將高於80%時，配置模組43經由節點屬性列表430增加服務節點412於伺服器系統4中的數量。當伺服器系統4預測服務負載即將低於20%時，配置模組43經由節點屬性列表430減少伺服器系統4中服務節點412的數量。如此一來，伺服器系統4可經由調整服務節點412的數量調整容納網路連線的效能。當伺服器系統4的網頁瀏覽連線突然增加時，伺服器系統4可不至於效能無法負荷。而當伺服器系統4的網頁瀏覽連線不多時，可釋出資源供其他服務使用。

此外，伺服器系統4例如為檔案儲存伺服器，其伺服器系統4不斷接收上傳的檔案。但伺服器系統4的空間有限，若要增加空間，需更多的配置儲存節點411。可設定配置策略的儲存負載上限為90%，儲存負載下限為10%。伺服器系統4係例如具有定時偵測儲存負載的常駐執行緒，此常駐執行緒隨時監控伺服器系統4的儲存負載上升及下降情況。當伺服器系統4預測儲存負載即將高於90%時，配置模組43經由節點屬性列表430增加儲存節點411於伺服器系統4中的數量。當伺服器系統4的預測儲存負載即將低於10%時，配置模組43經由節點屬性列表430減少伺服器系統4中儲存節點411的數量。如此一來，伺服器系統4可經由增減儲存節點412的數量調整伺服器系統4可提供使用的空間。當伺服器系統4的儲存空間不夠時，伺服器系統4不至於容量不足。而當伺服器系統4的儲存空間閒置時，可釋出空間供其他檔案使用。

再者，伺服器系統4例如為影片轉檔伺服器，其伺服器系統4不斷針對大量的影片進行需大量運算的轉檔。但伺服器系統4的中央處理器運算量有限，若要增加效能，需更多的配置運算節點410。可設定配置策略的運算負載上限為70%，運算負載下限為30%。伺服器系統4係例如具有定時偵測運算負載的常駐執行緒，此常駐執行緒隨時監控伺服器系統4的運算負載上升及下降的情況。當伺服器系統4預測運算負載即將高於70%時，配置模組43經由節點屬性列表430增加運算節點410於伺服器系統4中的數量。當伺服器系統4 預測儲存負載即將低於30%時，配置模組43經由節點屬性列表430減少伺服器系統4中運算節點410的數量。如此一來，伺服器系統4可經由增減運算節點410的數量調整伺服器系統4可提供使用的運算效能。當伺服器系統4的運算效能不夠時，伺服器系統4可不至於達到運算瓶頸。而當伺服器系統4的運算效能不被使用時，可釋出運算效能供其他程式使用。

本發明所揭露之自動節點配置方法及伺服器系統，藉由伺服器系統的負載狀態，而據以決定配置於伺服器系統的節點數。先接收伺服器系統中第一節點的節點資訊，以取得第一節點的節點資訊。再依據第一節點的節點資訊，對每一第一節點安裝一作業系統，以識別第一節點的硬體資訊。並整合第一節點的硬體資訊，以產生多個第二節點。接收第二節點的節點資訊，以取得第二節點的節點類型。依據第二節點的節點類型，對每一第二節點安裝一軟體封裝資料，以配置第二節點至伺服器系統，使伺服器系統啟動並正常運作。並依據一配置策略，調整伺服器系統配置之第二節點的數量。如此一來，當伺服器系統的負載提高或降低時，可有效即時因應伺服器系統的資源需求，以增加伺服器系統的穩定性。

雖然本發明以前述之實施例發明如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

1‧‧‧伺服器系統

10‧‧‧第一節點

11‧‧‧第二節點

12‧‧‧資料庫

13‧‧‧配置模組

Claims

一種自動節點配置方法，適於一伺服器系統，該伺服器系統具有多個第一節點，該自動節點配置方法包括：接收該些第一節點的節點資訊，以取得該些第一節點的節點資訊；依據該些第一節點的節點資訊，對每一該些第一節點安裝一作業系統，以識別該些第一節點的硬體資訊；整合該些第一節點的硬體資訊，以產生多個第二節點；接收該些第二節點的節點資訊，以取得該些第二節點的節點類型；依據該些第二節點的節點類型，對每一該些第二節點安裝一軟體封裝資料，以配置該些第二節點至該伺服器系統，使該伺服器系統啟動並正常運作；依據該些第二節點的節點類型，建立一節點屬性列表，該節點屬性列表指示一配置策略，該配置策略包含一系統高負載瓶頸值及一系統低負載瓶頸值；偵測該伺服器系統之一系統負載值；以及依據該系統負載值、該系統高負載瓶頸值及該系統低負載瓶頸值，選擇性地調整配置於該伺服器系統的該些第二節點的數量。
如請求項1所述之自動節點配置方法，其中該伺服器系統係以最少可運作之該些第二節點的數量進行運作。
如請求項1所述之自動節點配置方法，其中當該系統負載值大於等於該系統高負載瓶頸值時，增加配置於該伺服器系統的該些第二節點的數量。
如請求項1所述之自動節點配置方法，其中當該系統負載值小於該系統低負載瓶頸值時，減少配置於該伺服器系統的該些第二節點的數量。
一種伺服器系統，其包括：多個第一節點；多個第二節點，係依據該些第一節點的硬體資訊進行整合後產生；一資料庫，係用以儲存該些第一節點的節點資訊、該些第二節點的節點資訊與該些第二節點的節點類型；以及一配置模組，耦接該些第一節點、該些第二節點與該資料庫，接收該些第一節點的節點資訊，以取得該些第一節點的節點資訊，並依據該些第一節點的節點資訊，對每一該些第一節點安裝一作業系統，以識別該些第一節點的硬體資訊，依據該些第一節點的硬體資訊產生多個第二節點，接收該些第二節點的節點資訊，以取得該些第二節點的節點類型，後依據該些第二節點的節點類型，對每一該些第二節點安裝一軟體封裝資料，以配置該些第二節點至該伺服器系統，使該伺服器系統啟動並正常運作，該配置模組依據該些第二節點，建立一節點屬性列表，該節點屬性列表指示一配置策略，該配置模組偵測該伺服器系統之一系統負載值，並依據該系統負載值、一系統高負載瓶頸值及一系統低負載瓶頸值時，選擇性地調整配置於該伺服器系統的該些第二節點的數量。
如請求項5所述之伺服器系統，其中該伺服器系統係以最少可運作之該些第二節點的數量進行運作。
如請求項5所述之伺服器系統，其中當該系統負載值大於等於該系統高負載瓶頸值時，增加配置於該伺服器系統的該些第二節點的數量。
如請求項5所述之伺服器系統，其中當該系統負載值小於該系統高負載瓶頸值時，減少配置於該伺服器系統的該些第二節點的數量。