一种基于边缘计算节点的动态资源调度主机托管系统的制作方法

本发明涉及主机资源调度，尤其涉及一种基于边缘计算节点的动态资源调度主机托管系统。

背景技术：

1、随着云主机托管、机柜托管业务规模化发展，托管机房内部部署大量异构物理服务器承载不同租户的在线计算业务，机房算力迁移、能耗管控面临多重技术痛点。

2、现有托管机房算力迁移方案多采用整机全量内存拷贝模式，迁移过程业务中断时长不可控；传输阶段缺少配套带宽、缓存补偿机制，大批量内存数据同步易引发网络时延、业务访问卡顿，难以实现租户业务无感知切换。

3、在机房能耗管控层面，当前节能方案普遍采用整机直接休眠或整机持续满电两种单一管控模式，缺少分层分级熄能策略；服务器低负载空载时直接整机休眠会造成唤醒耗时过长，无法快速承接突发算力需求；长期保持整机全通电运行则持续消耗附属扩展板卡、冗余网口、外置存储等闲置硬件模块电能，机房整体能耗居高不下。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提出一种基于边缘计算节点的动态资源调度主机托管系统，能够有效解决现有技术所存在的迁移过程业务中断时长不可控以及缺少分层分级熄能策略的缺陷。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种基于边缘计算节点的动态资源调度主机托管系统，包括：

4、边缘计算节点，分布式锚定部署于托管机房各机柜支路，用于构建本地化算力自治域，隔离不同租户托管主机对应的异构物理服务器，并持续采集域内异构服务器的多维业务指标，得到全域原始负载数据；

5、流量混沌演化预测模块，用于基于全域原始负载数据，推演流量混沌演化趋势，得到全域算力供需偏移量；

6、跨物理机无感知算力滑移模块，用于依据全域算力供需偏移量调度本地化算力自治域内空闲异构物理服务器，对托管计算任务执行无中断算力滑移操作，同时，算力滑移操作完成后，向空载算力分阶熄能模块同步更新各异构服务器实时负载状态；

7、空载算力分阶熄能模块，用于当异构物理服务器算力占用度低于预设临界阈值时，执行硬件模块熄能、整机深度休眠两级分级管控，并将管控后的异构服务器状态实时回传至跨物理机无感知算力滑移模块，用于更新算力滑移可调度资源池。

8、作为所述基于边缘计算节点的动态资源调度主机托管系统的进一步可选方案，所述流量混沌演化预测模块包括：

9、杂波剥离校正单元，用于基于相空间邻域离群点滤除算法和混沌轨迹插值补全算法，滤除全域原始负载数据的虚假流量杂波，得到标准化有效负载序列；

10、混沌动力学演化模型，用于捕捉标准化有效负载序列的非线性波动规律，迭代演算得到全域算力供需偏移量。

11、作为所述基于边缘计算节点的动态资源调度主机托管系统的进一步可选方案，所述混沌动力学演化模型包括：

12、相空间重构延拓子单元，用于对标准化有效负载序列的多维时序指标嵌入时延参数与嵌入维数，重构多变量耦合流量相空间，生成连续时序演化相点集；

13、指数求解子单元，用于逐帧提取连续时序演化相点集的相邻轨迹段，通过变分法分段求解局部lyapunov指数，依据局部lyapunov指数的正负划分流量稳态区间、混沌突变区间，标记潜在算力突增或骤降节点；

14、混沌吸引子轮廓拟合子单元，用于采用局部加权分形插值算法拟合多变量耦合流量相空间内流量混沌吸引子边界轮廓，结合流量稳态区间、混沌突变区间设置差异化映射权重，建立负载指标与算力需求的非线性映射关系；

15、迭代演算子单元，用于基于负载指标与算力需求的非线性映射关系，迭代演算输出全域算力供需偏移量。

16、作为所述基于边缘计算节点的动态资源调度主机托管系统的进一步可选方案，所述跨物理机无感知算力滑移模块包括：

17、自治域资源寻址单元，用于基于全域算力供需偏移量，遍历各算力自治域内异构物理服务器的实时状态池，筛除空载算力分阶熄能模块标记的休眠设备，匹配满足算力阈值的空闲目标服务器，输出算力滑移寻址路径；

18、内存镜像流式转运单元，用于依据算力滑移寻址路径建立源服务器与目标服务器间的内存直连通道，采用分块增量式内存快照流转机制逐段同步业务运行内存数据；

19、滑移损耗动态补偿单元，用于在同步业务运行内存数据的过程中，实时调取边缘计算节点算力自治域预留带宽与分布式缓存资源，对冲内存传输带来的业务时延损耗；

20、负载同步分发单元，用于在单次算力滑移操作全部完成后，采集源服务器、目标服务器更新后的硬件占用指标，向空载算力分阶熄能模块同步推送全机房服务器实时负载数据；同时接收空载算力分阶熄能模块回传的设备休眠状态，周期性刷新自治域资源寻址单元对应的可调度服务器资源池。

21、作为所述基于边缘计算节点的动态资源调度主机托管系统的进一步可选方案，所述内存镜像流式转运单元包括：

22、分层切分子单元，用于对源服务器运行态内存空间按业务进程内存分区进行分层切分，区分静态常驻内存段、动态可变内存段，仅对动态可变内存段生成增量快照分片；

23、时序流式推送子单元，用于依据算力滑移寻址路径匹配源服务器与目标服务器并建立内存直连通道，并依据内存直连通道建立双向流式传输队列，按照进程调用优先级对增量快照分片排序，持续向目标服务器串行推送分片数据，同步记录已同步内存偏移标记；

24、动态脏页回补迭代子单元，用于在传输间隙持续扫描源服务器新生成的内存脏页，将脏页数据作为补充分片追加至传输队列循环推送，直至脏页生成速率低于传输阈值；

25、运行上下文瞬时交割子单元，用于当脏页增量趋于平稳时，终止增量快照分片与脏页补充分片的持续推送，将源服务器运行上下文一次性投递至目标服务器。

26、作为所述基于边缘计算节点的动态资源调度主机托管系统的进一步可选方案，所述空载算力分阶熄能模块包括：

27、负载阈值判定单元，用于基于各异构服务器实时负载状态数据，将服务器算力占用度与预设临界阈值做比对，筛选出满足空载熄能条件的异构物理服务器；

28、硬件分区分级断电单元，用于对判定为空载的异构服务器执行一阶熄能管控；

29、整机休眠锁存单元，用于在硬件分区分级断电后，若异构服务器持续空载时长达到预设静置时长，则执行二阶整机深度休眠管控，锁存当前异构服务器硬件配置标识与内存极简快照；

30、休眠状态回传单元，用于实时采集完成一阶硬件熄能或二阶整机休眠的异构服务器标记信息，持续回传至跨物理机无感知算力滑移模块。

31、作为所述基于边缘计算节点的动态资源调度主机托管系统的进一步可选方案，所述硬件分区分级断电单元包括：

32、硬件分区标识匹配子单元，用于调取异构物理服务器本地硬件分区注册表，划分核心算力分区与附属外设分区；

33、分区供电隔离切换子单元，用于维持核心算力分区持续通电以留存设备基础运行上下文，切断全部附属外设分区的独立供电回路，不中断异构服务器底层硬件寻址链路；

34、分区供电状态归档子单元，用于成各附属外设分区断电标记与供电切断时序记录，同步归档至整机休眠锁存单元作为二阶整机深度休眠的前置校验凭证。

35、作为所述基于边缘计算节点的动态资源调度主机托管系统的进一步可选方案，所述整机休眠锁存单元包括：

36、前置状态校验子单元，用于读取硬件分区分级断电单元归档的附属外设分区断电标记，确认异构服务器已完成一阶硬件分区断电操作，且持续空载时长达到预设静置时长，满足整机休眠触发条件；

37、设备信息快照锁存子单元，用于采集当前异构物理服务器的硬件配置标识、分区供电记录、极简内存运行快照，整合生成休眠状态特征数据包进行本地持久存储；

38、整机供电回路调控子单元，用于切断核心算力分区供电，仅保留板载低功耗信号检测支路维持唤醒通信链路，完成二阶整机深度休眠管控。

39、一种基于边缘计算节点的动态资源调度主机托管方法，具体包括：

40、依据分布式锚定部署于托管机房各机柜支路的边缘计算节点构建本地化算力自治域，借助算力自治域隔离不同租户托管主机对应的异构物理服务器；持续采集算力自治域内全部异构物理服务器的多维业务指标，生成全域原始负载数据；

41、对全域原始负载数据开展杂波剥离校正处理，构建混沌动力学演化模型捕捉标准化有效负载序列的非线性波动规律，迭代演算输出全域算力供需偏移量；

42、依据全域算力供需偏移量调度本地化算力自治域内空闲异构物理服务器，对托管计算任务执行无中断算力滑移操作，同时，算力滑移操作完成后，向空载算力分阶熄能模块同步更新各异构服务器实时负载状态；

43、依据各异构服务器实时负载状态，比对异构服务器算力占用度与预设临界阈值，基于比对结果执行硬件模块熄能、整机深度休眠两级分级管控，并将管控后的异构服务器状态实时回传至跨物理机无感知算力滑移模块，用于更新算力滑移可调度资源池。

44、作为所述基于边缘计算节点的动态资源调度主机托管方法的进一步可选方案，基于相空间邻域离群点滤除算法和混沌轨迹插值补全算法对全域原始负载数据开展杂波剥离校正处理。

45、本发明的有益效果是：通过设置的跨物理机无感知算力滑移模块，依托流量混沌演化预测模块输出的全域算力供需偏移量精准筛选机房空闲异构物理服务器开展算力迁移作业，全程搭建专属传输链路完成任务内存同步转运，同时配套资源补偿机制缓解数据传输带来的业务时延，算力滑移操作无需中断租户前端业务进程，能够稳定控制业务切换中断时长，同时空载算力分阶熄能模块会将休眠设备状态实时回传至跨物理机无感知算力滑移模块，调度时直接筛除休眠设备，避免因向休眠服务器发起迁移任务引发业务长时间挂起，从调度源头规避额外业务中断风险，有效解决迁移中断时长不可控的问题；其次，配置空载算力分阶熄能模块，在服务器算力占用度低于预设临界阈值时，依次执行硬件模块熄能、整机深度休眠两级分级管控，区别于传统仅整机通电或整机休眠的单一节能模式，短时空载场景仅关停闲置硬件分区、保留核心算力组件供电，在降低机房能耗的同时保留设备快速承接业务的能力，长期空载场景再执行整机深度休眠，兼顾节能效果与算力调度响应速度，此外，算力滑移完成后同步更新服务器负载至熄能模块，熄能模块再将设备管控状态回传调度模块更新可调度资源池，保障分层分级熄能策略与算力调度联动稳定运行，弥补现有技术无分层熄能机制、节能与业务调度无法兼顾的不足。