CN112445573A - 一种基于备用机制的边缘物联代理资源调度方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于备用机制的边缘物联代理资源调度方法，包括如下步骤：获取边缘物联代理集群的所有Node节点的资源利用率；判断任一主用Node节点的资源利用率是否超过预设比例值；当任一主用Node节点的资源利用率超过预设比例值时，获取主用Node节点标识，将主用Node节点占用资源较大的Pod迁移至备用Node节点，并记录备用Node标识；当任一主用Node节点的资源利用率超过预设比例值时，控制主用Node节点维持现有运行状态。通过设置备用Node节点，在主用Node节点超负荷运行时将其中的Pod迁移至一备用Node节点，简化了容器调度算法，减少了边缘物联代理集群中的容器动态调整的操作频次，提高了调度效率和通信稳定性。

Description

一种基于备用机制的边缘物联代理资源调度方法及装置

技术领域

本发明涉及电力物联网控制技术领域，特别涉及一种基于备用机制的边缘物联代理资源调度方法及装置。

背景技术

在电力物联网的建设中，随着海量终端的接入，数据异构化、资源浪费大、部署周期长等问题日渐突出，目前使用轻量级容器应用及调度技术的边缘物联代理设备来解决上述问题已成为一个主流的方案。通过容器及调度技术，将包含应用及资源隔离信息的容器通过电力物联云平台通过调度策略进行下发并部署至边缘物联代理设备，后续根据边缘物联代理设备集群负载的均衡情况和应用负载的变化而进行动态调整。

上述过程包含两个方面，一是初始化调度，通过调度器的默认或者人工预设的策略，经过初选、优选两个环节选择边缘物联代理设备集群中的一个主机进行部署；二是对边缘物联代理集群中正在运行服务的容器进行动态管理，例如增加、删除或迁移容器，这样使得***的资源分布更加均衡。目前已存在很多种复杂和完善的调度策略及算法，旨在解决资源利用率和运行性能之间的权衡问题。但是不可避免的会出现以下问题：一是由于容器的初始化调度及动态调整的策略较为复杂，会消耗较多的计算资源；二是电力环境下更关注通信和服务的稳定性，一味的追求边缘物联代理资源利用率的均衡会增大应用容器的扩缩容调整频次，增加了电力物联网通信稳定控制的难度，运维效率降低。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种基于备用机制的边缘物联代理资源调度方法及装置，通过设置备用Node节点，在主用Node节点超负荷运行时将主用Node节点中的Pod迁移至一备用Node节点，并在主用Node节点符合满足设定时将备用Node节点中运行的Pod迁移回主用Node节点运行，简化了容器调度算法，减少了边缘物联代理集群中的容器动态调整的操作频次，提高了调度效率和通信稳定性。

为解决上述技术问题，本发明实施例的第一方面提供了一种基于备用机制的边缘物联代理资源调度方法，包括如下步骤：

获取边缘物联代理集群的所有Node节点的资源利用率；

判断任一主用Node节点的资源利用率是否超过预设比例值；

当任一主用Node节点的资源利用率超过预设比例值时，获取所述主用Node节点标识，将所述主用Node节点占用资源较大的Pod迁移至备用Node节点，并记录所述备用Node标识；

当任一主用Node节点的资源利用率超过预设比例值时，控制所述主用Node节点维持现有运行状态。

进一步地，所述将所述主用Node节点占用资源较大的Pod迁移至所述备用Node节点，包括如下步骤：

在所述备用Node节点新建待迁移的所述Pod；

在所述Pod在所述备用Node节点运行之后，将超负荷运行的所述主用Node节点中的所述Pod停止运行。

进一步地，所述将所述Node节点占用资源较大的Pod迁移至所述备用Node节点并记录所述备用Node标识之后，还包括：

获取已完成迁移所述Pod的所述主用Node节点的资源利用率；

判断已完成迁移所述Pod的所述主用Node节点的资源利用率是否低于所述预设比例值；

当已完成迁移所述Pod的所述主用Node节点的资源利用率低于所述预设比例值时，将迁移至所述备用Node节点中运行的所述Pod迁移回所述资源利用率低于所述预设比例值的所述主用Node节点，将所述备用Node节点中运行的所述Pod停止运行；

当已完成迁移所述Pod的所述主用Node节点的资源利用率未低于所述预设比例值时，控制已完成迁移所述Pod的所述主用Node节点和相应的所述备用Node节点维持现有运行状态。

进一步地，获取边缘物联代理集群的所有主用Node节点的状态信息之前，还包括：

经过预选过程和优选过程，将待调度的所述Pod与所述边缘物联代理集群的所述主用Node节点进行一对一匹配。

进一步地，所述将待调度的所述Pod与所述边缘物联代理集群的所述主用Node节点进行一对一匹配之前，还包括：

划分所述备用Node节点，设定所述备用Node节点的个数，并对所述备用Node节点进行标识。

相应地，本发明实施例的第二方面提供了一种基于备用机制的边缘物联代理资源调度装置，包括：

第一检测模块，其用于获取边缘物联代理集群的所有Node节点的资源利用率；

第一判断模块，其用于判断任一主用Node节点的资源利用率是否超过预设比例值；

第一控制模块，其用于当任一主用Node节点的资源利用率超过预设比例值，获取所述主用Node节点标识，将所述主用Node节点占用资源较大的Pod迁移至备用Node节点，并记录所述备用Node标识；

所述第一控制模块还用于当任一主用Node节点的资源利用率超过预设比例值时，控制所述主用Node节点维持现有运行状态。

进一步地，所述第一控制模块包括：

第一控制单元，其用于在所述备用Node节点新建待迁移的所述Pod；

第二控制单元，其用于在所述Pod在所述备用Node节点运行之后，将超负荷运行的所述主用Node节点中的所述Pod停止运行。

进一步地，基于备用机制的边缘物联代理资源调度装置还包括：

第二检测模块，其用于获取已完成迁移所述Pod的所述主用Node节点的资源利用率；

第二判断模块，其用于判断已完成迁移所述Pod的所述主用Node节点的资源利用率是否低于所述预设比例值；

第二控制模块，其用于当已完成迁移所述Pod的所述主用Node节点的资源利用率低于所述预设比例值时，将迁移至所述备用Node节点中运行的所述Pod迁移回所述资源利用率低于所述预设比例值的所述主用Node节点，将所述备用Node节点中运行的所述Pod停止运行；

所述第二控制模块还用于当已完成迁移所述Pod的所述主用Node节点的资源利用率未低于所述预设比例值时，控制已完成迁移所述Pod的所述主用Node节点和相应的所述备用Node节点维持现有运行状态。

进一步地，基于备用机制的边缘物联代理资源调度装置还包括：

第三控制模块，其用于经过预选过程和优选过程，将待调度的所述Pod与所述边缘物联代理集群的所述主用Node节点进行一对一匹配。

进一步地，基于备用机制的边缘物联代理资源调度装置还包括：

节点划分模块，其用于划分所述备用Node节点，设定所述备用Node节点的个数，并对所述备用Node节点进行标识。

本发明实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

通过设置备用Node节点，在主用Node节点超负荷运行时将主用Node节点中的Pod迁移至一备用Node节点，并在主用Node节点符合满足设定时将备用Node节点中运行的Pod迁移回主用Node节点运行，简化了容器调度算法，减少了边缘物联代理集群中的容器动态调整的操作频次，提高了调度效率和通信稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于备用机制的边缘物联代理资源调度方法流程图；

图2是本发明实施例提供的基于备用机制的边缘物联代理资源调度方法逻辑图；

图3是本发明实施例提供的基于备用机制的边缘物联代理资源调度装置模块图；

图4是本发明实施例提供的第一控制模块示意图。

附图标记：

1、第一检测模块，2、第一判断模块，3、第一控制模块，31、第一控制单元，32、第二控制单元，4、第二检测模块，5、第二判断模块，6、第二控制模块，7、第三控制模块，8、节点划分模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

本技术方案采用了较为成熟的Kubernates容器编排管理***作为边缘物联代理容器集群管理的工具，其基本原理是利用Kubernates***中的调度器Schduler，将每个待调度的Pod(容器组)绑定到边缘物联代理集群中某个合适的Node节点(边缘物联代理)上，并记录绑定信息，最终目标Node获取该绑定信息，启动Pod完成容器在目标边缘物联代理上的部署。

一般来说，通用的调度策略分为两个阶段：第一个阶段是预选过程，遍历目标Node节点列表，通过初选条件过滤掉不满足条件的Node节点；第二个阶段是优选过程，把第一阶段筛选出来的Node节点通过优先级算法选出评分最高的Node。通过这两个阶段，完成Pod和Node之间的一对一匹配。

经过上述过程，所有Pod最终都部署在了最合适的Node之上。然而当边缘物联管理***投入运行时，每个边缘物联代理节点上的资源使用情况会根据业务和环境因素产生动态变化，初始化的部署策略并不能保证集群资源的合理分配和应用的性能，常规做法是从边缘物联代理CPU、内存、带宽、磁盘等多个维度进行资源利用率的采集，然后通过容器的增加、删除或迁移操作保证边缘物联代理集群的资源负载均衡及应用的性能。

图1是本发明实施例提供的基于备用机制的边缘物联代理资源调度方法流程图。

图2是本发明实施例提供的基于备用机制的边缘物联代理资源调度方法逻辑图。

请参照图1和图2，本发明实施例的第一方面提供了一种基于备用机制的边缘物联代理资源调度方法，包括如下步骤：

S300，获取边缘物联代理集群的所有Node节点的资源利用率。

S400，判断任一主用Node节点的资源利用率是否超过预设比例值。

S500，当任一主用Node节点的资源利用率超过预设比例值时，获取主用Node节点标识，将主用Node节点占用资源较大的Pod迁移至备用Node节点，并记录备用Node标识。

S600，当任一主用Node节点的资源利用率超过预设比例值时，控制主用Node节点维持现有运行状态。

具体的，步骤S400中，将主用Node节点占用资源较大的Pod迁移至备用Node节点，包括如下步骤：

S310，在备用Node节点新建待迁移的Pod。

S320，在Pod在备用Node节点运行之后，将超负荷运行的主用Node节点中的Pod停止运行。

进一步地，在步骤S300之后，即将Node节点占用资源较大的Pod迁移至备用Node节点并记录备用Node标识之后，还包括：

S510，获取已完成迁移Pod的主用Node节点的资源利用率。

S520，判断已完成迁移Pod的主用Node节点的资源利用率是否低于预设比例值。

S530，当已完成迁移Pod的主用Node节点的资源利用率低于预设比例值时，将迁移至备用Node节点中运行的Pod迁移回资源利用率低于预设比例值的主用Node节点，将备用Node节点中运行的Pod停止运行。

S540，当已完成迁移Pod的主用Node节点的资源利用率未低于预设比例值时，控制已完成迁移Pod的主用Node节点和相应的备用Node节点维持现有运行状态。

可选的，步骤S300之前，即获取边缘物联代理集群的所有主用Node节点的状态信息之前，还包括：

S200，经过预选过程和优选过程，将待调度的Pod与边缘物联代理集群的主用Node节点进行一对一匹配。

可选的，步骤S200之前，即将待调度的Pod与边缘物联代理集群的主用Node节点进行一对一匹配之前，还包括：

S100，划分备用Node节点，设定备用Node节点的个数，并对备用Node节点进行标识。

上述技术方案由于备用的边缘物联代理节点的存在，容器的迁移仅限于在某个超载主用节点和备用节点之间进行，其余节点上的应用不会频繁移动，大大缩小了无备用边缘物联代理集群中资源动态调度带来的影响范围，提升了应用和服务的稳定性。同时，由于上述技术方案中的资源利用冗余度较高，可以适当简化容器的初始化部署及动态调度算法，降低了资源调度计算的复杂程度。

图3是本发明实施例提供的基于备用机制的边缘物联代理资源调度装置模块图。

相应地，请参照图3，本发明实施例的第二方面提供了一种基于备用机制的边缘物联代理资源调度装置，包括：第一检测模块1、第一判断模块2和第一控制模块3。其中，第一检测模块1用于获取边缘物联代理集群的所有Node节点的资源利用率；第一判断模块2用于判断任一主用Node节点的资源利用率是否超过预设比例值；第一控制模块3用于当任一主用Node节点的资源利用率超过预设比例值，获取主用Node节点标识，将主用Node节点占用资源较大的Pod迁移至备用Node节点，并记录备用Node标识；此外，第一控制模块3还用于当任一主用Node节点的资源利用率超过预设比例值时，控制主用Node节点维持现有运行状态。

图4是本发明实施例提供的第一控制模块示意图。

具体的，请参照图4，第一控制模块3包括：第一控制单元31和第二控制单元32。其中，第一控制单元31用于在备用Node节点新建待迁移的Pod；第二控制单元32用于在Pod在备用Node节点运行之后，将超负荷运行的主用Node节点中的Pod停止运行。

基于备用机制的边缘物联代理资源调度装置还包括：第二检测模块4、第二判断模块5和第二控制模块6。第二检测模块4用于获取已完成迁移Pod的主用Node节点的状态信息；第二判断模块5用于判断已完成迁移Pod的主用Node节点的资源利用率是否低于预设比例值；第二控制模块6用于当已完成迁移Pod的主用Node节点的资源利用率低于预设比例值时，将迁移至备用Node节点中运行的Pod迁移回资源利用率低于预设比例值的主用Node节点，将备用Node节点中运行的Pod停止运行；此外，第二控制模块6还用于当已完成迁移Pod的主用Node节点的资源利用率未低于预设比例值时，控制已完成迁移Pod的主用Node节点和相应的备用Node节点维持现有运行状态。

可选的，基于备用机制的边缘物联代理资源调度装置还包括：第三控制模块7。具体的，第三控制模块7用于经过预选过程和优选过程，将待调度的Pod与边缘物联代理集群的主用Node节点进行一对一匹配。

可选的，基于备用机制的边缘物联代理资源调度装置还包括：节点划分模块8。具体的，节点划分模块8用于划分备用Node节点，设定备用Node节点的个数，并对备用Node节点进行标识。

上述技术方案通过设置备用Node节点，在主用Node节点超负荷运行时将主用Node节点中的Pod迁移至一备用Node节点，并在主用Node节点符合满足设定时将备用Node节点中运行的Pod迁移回主用Node节点运行，简化了容器调度算法，减少了边缘物联代理集群中的容器动态调整的操作频次，提高了调度效率和通信稳定性。

本发明实施例旨在保护一种基于备用机制的边缘物联代理资源调度方法，包括如下步骤：获取边缘物联代理集群的所有Node节点的状态信息，状态信息包括：资源利用率；判断任一主用Node节点的资源利用率超过预设比例值；当任一主用Node节点的资源利用率超过预设比例值时，获取主用Node节点标识，将主用Node节点占用资源较大的Pod迁移至备用Node节点，并记录备用Node标识；当任一主用Node节点的资源利用率超过预设比例值时，控制主用Node节点维持现有运行状态。上述技术方案具备如下效果：

通过设置备用Node节点，在主用Node节点超负荷运行时将主用Node节点中的Pod迁移至一备用Node节点，并在主用Node节点符合满足设定时将备用Node节点中运行的Pod迁移回主用Node节点运行，简化了容器调度算法，减少了边缘物联代理集群中的容器动态调整的操作频次，提高了调度效率和通信稳定性。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种基于备用机制的边缘物联代理资源调度方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取边缘物联代理集群的所有Node节点的资源利用率；

判断任一主用Node节点的资源利用率是否超过预设比例值；

当任一主用Node节点的资源利用率超过预设比例值时，获取所述主用Node节点标识，将所述主用Node节点占用资源较大的Pod迁移至备用Node节点，并记录所述备用Node标识；

当任一主用Node节点的资源利用率超过预设比例值时，控制所述主用Node节点维持现有运行状态。

2.根据权利要求1所述的基于备用机制的边缘物联代理资源调度方法，其特征在于，所述将所述主用Node节点占用资源较大的Pod迁移至所述备用Node节点，包括如下步骤：

在所述备用Node节点新建待迁移的所述Pod；

在所述Pod在所述备用Node节点运行之后，将超负荷运行的所述主用Node节点中的所述Pod停止运行。

3.根据权利要求1所述的基于备用机制的边缘物联代理资源调度方法，其特征在于，所述将所述Node节点占用资源较大的Pod迁移至所述备用Node节点并记录所述备用Node标识之后，还包括：

获取已完成迁移所述Pod的所述主用Node节点的资源利用率；

判断已完成迁移所述Pod的所述主用Node节点的资源利用率是否低于所述预设比例值；

当已完成迁移所述Pod的所述主用Node节点的资源利用率低于所述预设比例值时，将迁移至所述备用Node节点中运行的所述Pod迁移回所述资源利用率低于所述预设比例值的所述主用Node节点，将所述备用Node节点中运行的所述Pod停止运行；

当已完成迁移所述Pod的所述主用Node节点的资源利用率未低于所述预设比例值时，控制已完成迁移所述Pod的所述主用Node节点和相应的所述备用Node节点维持现有运行状态。

4.根据权利要求1所述的基于备用机制的边缘物联代理资源调度方法，其特征在于，获取边缘物联代理集群的所有主用Node节点的状态信息之前，还包括：

经过预选过程和优选过程，将待调度的所述Pod与所述边缘物联代理集群的所述主用Node节点进行一对一匹配。

5.根据权利要求4所述的基于备用机制的边缘物联代理资源调度方法，其特征在于，所述将待调度的所述Pod与所述边缘物联代理集群的所述主用Node节点进行一对一匹配之前，还包括：

划分所述备用Node节点，设定所述备用Node节点的个数，并对所述备用Node节点进行标识。

6.一种基于备用机制的边缘物联代理资源调度装置，其特征在于，包括：

第一检测模块，其用于获取边缘物联代理集群的所有Node节点的资源利用率；

第一判断模块，其用于判断任一主用Node节点的资源利用率是否超过预设比例值；

第一控制模块，其用于当任一主用Node节点的资源利用率超过预设比例值，获取所述主用Node节点标识，将所述主用Node节点占用资源较大的Pod迁移至备用Node节点，并记录所述备用Node标识；

所述控制模块还用于当任一主用Node节点的资源利用率超过预设比例值时，第一控制所述主用Node节点维持现有运行状态。

7.根据权利要求6所述的基于备用机制的边缘物联代理资源调度装置，其特征在于，所述第一控制模块包括：

第一控制单元，其用于在所述备用Node节点新建待迁移的所述Pod；

第二控制单元，其用于在所述Pod在所述备用Node节点运行之后，将超负荷运行的所述主用Node节点中的所述Pod停止运行。

8.根据权利要求6所述的基于备用机制的边缘物联代理资源调度装置，其特征在于，还包括：

第二检测模块，其用于获取已完成迁移所述Pod的所述主用Node节点的资源利用率；

第二判断模块，其用于判断已完成迁移所述Pod的所述主用Node节点的资源利用率是否低于所述预设比例值；

第二控制模块，其用于当已完成迁移所述Pod的所述主用Node节点的资源利用率低于所述预设比例值时，将迁移至所述备用Node节点中运行的所述Pod迁移回所述资源利用率低于所述预设比例值的所述主用Node节点，将所述备用Node节点中运行的所述Pod停止运行；

所述第二控制模块还用于当已完成迁移所述Pod的所述主用Node节点的资源利用率未低于所述预设比例值时，控制已完成迁移所述Pod的所述主用Node节点和相应的所述备用Node节点维持现有运行状态。

9.根据权利要求6所述的基于备用机制的边缘物联代理资源调度装置，其特征在于，还包括：

第三控制模块，其用于经过预选过程和优选过程，将待调度的所述Pod与所述边缘物联代理集群的所述主用Node节点进行一对一匹配。

10.根据权利要求9所述的基于备用机制的边缘物联代理资源调度装置，其特征在于，还包括：

节点划分模块，其用于划分所述备用Node节点，设定所述备用Node节点的个数，并对所述备用Node节点进行标识。

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