CN101371238A - 按需分布式计算系统 - Google Patents

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Abstract

用于按需分布式计算系统的一种方法和装置。该系统自动提供客户应用程序给分布式计算服务器。当服务器被选用作寄主程序时，考虑所述每一个客户应用程序的参数。该系统监测每一个分布式计算服务器的状态和性能。当流量级别超过客户应用程序的预定级别时所述系统提供额外的服务器，并且当流向需求减小到预定级别时不供给服务器并返回到服务器池中，用于以后提供供给。所述系统在分配新的请求给另一个服务器之前，设法将客户应用程序一次填补给一个服务器。基于所述分布式计算服务器的使用对所述客户收费。

Description

按需分布式计算系统
技术领域
本发明涉及在网络中的多个服务器之间分配计算资源。
背景技术
互联网为公司向公众提供服务提供了无限机会。每个机会都需要用服务器为用户完成服务。随着公司扩大他们的服务器网络来寄主(host)他们的应用程序，得到服务器以及维护服务器的成本显著上升。
没有成立典型的公司来为它的服务器提供有效的因特网接入。那些公司在因特网上没有以提供一致的响应时间的方式为不同地理区域的用户提供服务的机会。
况且，公司的业务需求通常随着时间不断变化。对于公司，最大的风险就是投资很大的服务器网络仅发现在那些服务器上的应用程序的需求是不可预知的。另一方面，对于公司应用程序的普及可能远超过公司服务器留给用户盯着他们的计算机监视器等待公司服务器的反映的能力。
内容发布网络(CDN)业务提供商具有通过因特网分配的服务器。他们已经以“按需”方式提供“效用计算”很多年。CDN是第一个基于消费变动价格并基于需求供应的计算业务的第一因特网基的实施例。在CDN中，随着内容需求的增加，这些内容布署到更多的服务器上，并且随着需求减少内容从服务器中移除。同样，价格随着位置号以及内容分配的容量而变化。然而，CDN不易于寄主公司的应用程序。
所需要的是能够提供一种系统，其具有在服务器的网络中存在CDN的互联网并具有将公司应用程序动态分配到网络中的服务器的能力。这将根据公司的需要提供灵活性，以通过互联网根据需求以有效的方式将他们的应用程序分配到服务器。公司将通过具有快速用户反映时间和低设置及维护成本来获利。
附图说明
本发明的实施方式将参照在附图中所示的图以实施例的方式示出，但不限于此，并且附图中相似的附图标记表示相似的元件。在附图中：
图1示出了根据本发明的实施方式执行本发明的实施方式的内容发布网络的框图；
图2示出了根据本发明实施方式的状态服务器(presence server)的多个点和通过网络通信的分布式计算模块的框图；
图3示出了根据本发明实施方式的分布程序映像到服务器的映像分配管理者的框图；
图4示出了可执行本发明实施方式的计算系统的框图；
图5示出了根据本发明实施方式的计费管理者和计费代理之间的交互的框图；
图6示出了根据本发明实施方式的按需分布式计算服务器的状态框图；
图7示出了根据本发明实施方式在具有运行RFID应用程序的按需分布式计算服务器的内容发布网络中，寄主(hosting)射频识别(RFID)结构的本发明实施方式的框图。
具体实施方式
在以下的描述中，为了解释目的，列出了多种具体细节以提供对在此所述的本发明的实施方式的全面理解。然而，本发明的实施方式在没有这些具体细节下也是可实施是显而易见的。在其他例子中，在框图中示出了众所周知的结构和装置以避免不必要地含糊本发明实施方式的描述。
功能概述
在此讨论用于按需分布式计算系统的方法。本发明实施方式将内容发布网络(CDN)的负载均衡和供给功能与分布式计算功能结合在一起。在CDN中，服务器分为网页缓存服务器和分布式计算服务器。系统可以根据每一种类服务器的需求，自动调整网页缓存服务器和分布式计算服务器的个数。系统负载均衡网页缓存服务器和分布式计算服务器的流量。
系统自动提供具有客户应用程序的分布式计算服务器。当选择寄主程序的服务器时，将考虑每一个客户应用程序的参数。另外，考虑每一个候选服务器的负载。系统监测每一个分布计算服务器的状态和性能。可以增加服务器的供给来处理用户应用程序的不断增加的流量级别和需求。当流量级别超过预定的级别时，系统提供额外的服务器。同时，随着流量需求减小到预定的级别，服务器不再提供并收回到服务器池中用于以后提供供给。
在分派新的需求到另外一个服务器之前，系统每次尽力用客户应用程序填补一个服务器。给用户应用程序提供了至少一个其他的应用程序的服务器。一旦服务器达到预定的使用水平，系统将选择其他的服务器进行供给。
系统发送客户应用程序的映像。如果需要某种操作系统，则将所需的操作系统的映像发送到被选的服务器。客户的应用程序和操作系统可以结合到通用映像并发送到服务器。被选的服务器在执行用户应用程序之前将自身导入到新的操作系统。
可以在不执行网页缓存并专门用来进行分布式计算功能的网络上执行该系统。
客户按照分布式计算服务器的使用来付费。
结构概述
本发明的实施方式利用多业务环境，其中在服务器专用网络中的每一个服务器可作与服务器专用网络的其他服务器完全不同的目的和功能，即不同的应用程序和/或操作系统。为了最佳利用服务器和网络资源，系统允许在相同服务器和网络池中的分布式应用程序以及分布式网页缓存资源提供最佳的共享。系统将负载均衡和内容发布网络(CDM)的供给功能与分布式计算功能集成在一起。
图1示出了与结合CDN的系统100的框图。可在诸如在美国专利No.6,405,252、No.6,754,706、No.6,484,143、No.6,754,699和No.6,694,358中所述的CDN系统中实施本发明的实施方式，以上所有专利都属于申请人并在此引用以上所有专利作为参考。多个代理点分布在网络104上。在此示出了两个POP 110和120。通常网络104是互联网，但也可以是任何其他大规模的网络，诸如企业内部互联网。
每一个POP 110、120包含多个网页缓存服务器112A-112D，122A-122D。可操作地，网页缓存服务器缓存可缓存的CDN客户(也称作内容提供商)内容诸如如从客户的源服务器105获得的映像、视频、文件以及静态页面内容，并将缓存的内容提供给客户系统102。源服务器105将动态内容提供给客户系统105。网页缓存服务器也能够作为镜像服务器，为源服务器105的所用内容提供服务。
当客户通过它的网页浏览器102向网页内容发出请求时，此请求发送到用户本地DNS服务器103用于本机名解析(resolution)。例如网页浏览器102可以传输请求来将“www.customer，com”主机名解析到客户DNS服务器103。客户DNS服务器103向用户DNS服务器发送域名解析请求。由于用于DNS服务器用于将其域名作为POP DNS域的权威DNS，它告诉客户DNS服务器103联系权威POP DNS IP地址来解析请求。然后客户DNS服务器103给权威POP DNS服务器111发送请求。
根据诸如流量负荷、潜伏时间(latency)、是否服务器更可能具有缓存的内容因素等，权威POP DNS服务器111在在POP中的网页缓存服务器112A-112D找到合适的网页缓存服务器来为客户提供服务。权威POP DNS服务器111将网页缓存服务器(如112A)的IP地址返回给客户DNS服务器103。客户DNS服务器103将地址发送给客户网页浏览器102。
一旦客户网页浏览器102接收到网页缓存服务器112A的IP地址，它将把网页内容的请求发送给网页缓存服务器112A。网页缓存服务器112A接收到请求并为请求的内容搜索其缓存。如果在网页缓存服务器的缓存中找到了请求的内容，则将内容发送到客户网页浏览器102。
如果在网页缓存服务器的缓存中没有找到该内容，则网页缓存服务器112A就能够从源服务器105请求内容。一旦网页缓存服务器112A接收来自源服务器105的内容，则将内容存在网页服务器的本地缓存中并发送到客户网页浏览器102。
能够分配网页缓存服务器112A-112D中的任何一个以执行分布式计算功能。按需分布式计算(DODC)系统在POP处使用服务器来执行客户的应用程序。执行功能的应用程序如网页服务器(Apache、Microsoft InternetInformation Services(IIS)等)、大型多玩家在线角色扮演游戏(MMORPG)、任何接收请求并对请求发送响应的服务器应用程序等是适合于在DODC系统中部署的用户应用程序的例子。
当已知流量随着应用程序变化时，客户将其应用程序部署在CDN。客户从将他们的应用程序部署在DODC获得的好处是客户不需要购买资源诸如服务器以及实施应用网络的支撑基础设施。
DODC自动调整客户应用程序的流量波动。DODC在POP中使用诸如负载、实用性以及地理需求等准则来选择服务器。DODC可以选择服务器并为服务器供给所需的环境来执行客户应用程序。可以增加服务器的供给来处理客户应用程序的逐渐增加的流量级别和需求。反过来，随着流量的减小，服务器可以不提供并收回到DODC服务器池来为了以后提供供给。在以下描述该流程。
另外，需要相同类型运行环境(如处理器类型、操作系统、内存配置等)的多个客户应用程序可以共享服务器。
POP DNS服务器111、121在他们的POP中为客户应用程序提供服务。一旦为这些服务器提供了服务，这些服务器将自动执行，运行分派给服务器的客户应用程序。POP DNS服务器111、121跟踪POP内的所有网页缓存以及DODC服务器的健康和性能。POP DNS服务器111、121也为DODC服务器以及网页缓存服务器执行负载流量均衡。DODC服务器通过下面将详细描述的几个模块来管理。
尽管文中整篇描述CDN，但是DODC可以在不含有网页缓存服务器以及专用于DODC服务器的网络中实施。
DODC基础设施(INFRASTRUCTURE)
本发明的实施方式将客户应用程序分配到远程服务器的网络中。每一个服务器可以处理一个或多个客户应用程序。系统允许DODC提供商在分布在互联网上分布的计算系统的提供商网络中的任何地点执行客户应用程序。当选择用于运行程序的服务器时，考虑每一个客户应用程序的参数。另外，考虑每一个候选服务器的负荷。
客户应用程序的执行可以有某些要求如操作系统环境、处理器类型、内存利用率等。使用这些准则以及实用性来选择候选服务器。如果需要某种操作系统，则获得所需的操作系统的映像并发送到被选服务器。被选服务器在执行客户应用程序之前将其自身导入到新的操作系统。
参照图2，提供多个POP位置201、202对分布式服务器203A-203F负责。负载均衡管理者204A-204B监测在负载均衡器的POP中的每一个服务器的运行负荷、健康度以及故障(failure)。负载均衡管理者204A-204B也管理对服务器203A-203F的请求的分配。在DODC环境中，负载均衡管理者204A-204B执行每次将客户应用程序填充一个服务器203A-203F的算法，而不是将计算负载均匀分配到服务器池中的每一个服务器。从上面可以注意到，多个客户的应用程序可以共享通用服务器的资源。这导致较高的缓存命中率以及可用服务器203A-203F大量的存储。
通常负载均衡器设法将请求均衡地发布到能够处理此请求的可用服务器上。用来在服务器中发布请求的算法包括轮循(round-robin)、加权轮循(weighted round-robin)、基于链接的或基于CPU利用率的等。这些算法可以很好地为专用于单个业务的服务器工作，如HTTP服务器或FTP服务器但不能为在服务器间含有分布计算功能的服务器工作。
除了使用传统的均匀分布(evenly-spread)方法，负载均衡管理者204A-204B在为另一个服务器分配新的请求之前设法每次用客户应用程序填补一个服务器203A-203F。在通常的配置中，负载均衡管理者204A-204B，例如，填充服务器至其处理和/或流量能力的70％。如果处理器利用率和/或流量在一个具体时间段中稳定在70％或更多，负载均衡管理者204A-204B开始填充另一个服务器。用于测量服务器容量的策略参数通过系统管理员配置并可针对每一个服务器改变(如调节具体服务器限制)。
与均匀分布(evenly-spread)负载均衡方法相比，这种方法根本没有性能影响，原因在于对于他们的全部容量服务器并没有饱和。这种方法在多种情况下具有性能增益因为缓存命中数量将会提高。这种方法的另一个主要的益处是在低流量情况下，许多服务器根本没有被用到。那些服务器没有被供给并且可以承担网络内的不同功能。为其他的目的供给更新服务器需要适当的关机和等待时间。
负载均衡管理者204A-204B将关于资源利用率的日期信息填充到资源管理者209。资源管理者209知道哪一个服务器处在使用状态以及哪一个服务器是空闲的。
供给管理者207决定为某些应用程序什么时候必须增加或释放新的机器，并决定管理服务器203A-203F的供给。供给管理者207获得从负载均衡管理者204A-204B接收到的信息并使用这些信息以及政策来做出供给决定，其中政策由其应用程序分配的客户的客户业务协议所得到。
应用程序可以通过它的特征来分类：
a.应用程序的通信模型：如果应用必须在它和终端用户之间发送并接收大量消息，则其更适合在接近于终端用户的互联网边缘上的服务器处使用分布式方式执行。如果应用程序必须在它和源地址之间发送并接收大量信息，则应用程序就更适合在靠近源地址位置中的服务器处执行。
b.应用程序的计算模型：总的来说，应用程序的计算越强(intensive)，则其越适合用于分布式计算环境。在计算能力需求和供给带宽需求之间有个平衡。在偏激的例子中，花费30秒供给却运行一秒计算任务是没有意义的。
供给管理者207或者人工地或者自动地执行供给。典型地，系统管理基于一些预先的行为手工采取行动。基于客户定义的准则执行自动供给。供给管理者207与资源管理者209联系来找出空闲的服务器并仅从那些空闲的服务器中提供。
供给管理者207自动地确定哪一个POP位置和服务器对于特定客户应用程序是最佳的。供给的最佳目标是用最少的资源提供可能达到的最好性能。供给管理者207参照(factor)以下参数中的部分或全部以供给选择服务器。
a.来自服务器的应用软件有效性(availability)(已经转到服务器上或还没有装到服务器上的)
b.来自服务器的资源(系统、CUP、内存、硬盘空间等)的有效性。服务器资源有效性从如在申请序列号No.09/648,420中所描述的网络探针获得。
c.为服务器花费的供给(应用软件安装和配置所需的时间、在POP中将应用软件传输或传播到服务器所需的带宽等)。
d.为服务器花费的调配(应用软件预热和准备接收请求所需的时间、如果来自服务器的此业务不再需要时应用程序冷却所需的时间)。
e.基于新增POP和服务器的缓冲命中率和失败(miss)预测。
f.用于应用程序客户的POP的网络延迟和用于应用程序与其他软件应用程序诸如源地址的数据库服务器通信的POP的网络延迟。
供给管理者207做出增加更多服务器的决定的时候，也考虑客户对额外计算能力或高可用性的需求，或两方面都考虑。
对于不同应用程序供给管理者207适应性地权衡参数的不同权重值：
a.确定是否需要提供新的服务器用于额外的计算需求。
b.选择能够提供额外计算能力的最佳服务器和POP。
c.确定需要多少个服务器来满足额外的计算需求。
以上信息将实时计算并且实时提供。供给管理者207均衡高可用性、性能可测量性的需求和基于以下参数为应用程序提供：
a.供给花销(准备服务器和应用软件所需要的时间)。
b.增加额外服务器(硬件、软件、带宽等)的设备成本。
c.应用程序的寿命。一旦部署了供给，如果已提供的服务器在部署中已经保留了一段时间而不是必须快速部署/不部署来避免时间和资源消耗的触发状态，则它将有助于系统的稳定性。
计费管理者208跟踪客户应用程序的增殖(proliferation)。计费代理在每一个服务器203A-203F上运行来收集关于服务器资源利用率的统计数字，该服务器资源包括CPU、硬盘和带宽利用率。CPU和带宽利用率通常在较大频率间隔处采样来获得对服务器性能的精确测量并且硬盘利用率较不频繁地采样，原因在于应用程序在硬盘存储器中使用中不像CPU和带宽使用那样突发。服务器资源可用性和利用率从如在申请序列号No.09/648,420中描述的网络探针获得。
计费对于按需分布式计算(DODC)业务来说是非常重要的部分。为了他们的利益，客户需要准确知道已经执行的计算业务类型。尤其是为利用何种性能使用哪类业务和哪类准则部署的时间、地点以及计算资源多少。还参考图5，计费管理者208：
1、将内部资源使用映射到客户能够理解的外部交易(transaction)。客户关心的是为了其利益使用面向网页服务的计算的交易数量。另外，客户关心业务以适时的方式传送且性能能满足终端用户。计费管理者208记录资源的内部使用和为客户执行的交易数量。计费管理者208在用于建立费用表的这两个号码间建立关系。可以通过交易对客户计费并且客户确切地知道系统是如何执行的以及基于什么来计费。
2、基于来自DODC服务器上计费代理501A-501n的HTTP日志和客户应用程序日志，收集网页业务502的交易信息。
3、从为客户业务部署的每一个DODC服务器收集内部资源使用信息502。从运行在每一个服务器的203A-203F的计费代理501A-501n中获得。计费代理501A-501n针对每一个服务器定期地对以下部分或全部信息采样：
a.CPU利用率。
b.内存利用率。
c.磁盘利用率。
d.IO行为。
e.网络带宽利用率。
4、接触每一个计费代理501A-501n并收集中心数据库503中的资源利用率。
5、获得每一个服务器203A-203F的资源利用率并基于诸如以下公式计算总的资源利用率：
U＝w1*cpu+w2*内存+w3*硬盘+w4*io+w5*带宽
加权w1、w2、w3、w4以及w5的值。他们取决于：
a.服务器的类型(操作系统等)。
b.服务器的速度或容量。
c.服务器的价格。
另外，在分布式环境中，服务器的位置也很关键。位置与分布和维护的成本相关。
供给服务器的预定也加权到计算中，尽管不使用这些系统。
分配和传播客户应用程序映像占用CPU和带宽资源—这些被自动地包含(factored)在了计费信息中。
资源管理者209对服务器器中包括带宽、磁盘利用率以及CPU利用率的资源保持精确的状态和状况映像。资源管理者209保持的这些状态和情形包括服务器203A-203F的健康度、负载以及所有权(也就是负载均衡管理者为哪一个用户所拥有)。负载信息来自负载均衡管理者204A-204B，利用率来自于计费管理者208以及所有权信息来自于供给管理者207。
在CDN中产生服务器池，其中选择以参与DODC的服务器由管理员确定，服务器能够与POP中的CDN网页缓存服务器共存。这使得CDN提供商易于在CDN中根据对每一个服务器类型的需求动态地为DODC重新分配服务器数量以及网页缓存服务器的数量。均衡DODC服务器和网页缓存服务器的数量使得最有效地利用CDN中的服务器。
资源管理者209跟踪服务器203A-203F并确切知道每一个服务器的状态。这些服务器203A-203F能够定期地将服务器的状况发送给资源管理者209来保持资源管理者209最新。资源管理者209也能投票获得服务器203A-203F进行状态报告或简便地跟踪服务器203A-203F的分配。参考图6，在DODC池中的服务器具有至少以下情形：
1、服务器是空闲的并对于所有的业务是可用的601。
2、服务器是空闲的且可用的，但它仅为单个专用业务保留606。
3、服务器通过业务中的其中之一使用605、610。
先前注意到，空闲的并对所有业务是可用的服务器可以具有运行在服务器上的额外用户应用程序，同时服务器被其中一个业务使用来更有效地利用服务器带宽。服务器初始处于空闲状态601。如果服务器供给需要新的操作系统，则将操作系统映像和应用程序映像发送到服务器。当被指示供给OS时，服务器转换到供给OS状态602。一旦安装并导入操作系统，服务器移到供给应用程序状态603。如果服务器已经安装好正确的操作系统，在只需要提供应用程序，并且服务器从空闲状态601转换到提供应用程序状态603。
当安装应用程序并提供服务器的时候，它移到就绪状态604并等待激活。可以提供服务器来运行额外的应用程序并从就绪状态604转回到提供应用程序状态603来提供其他的应用程序。从就绪状态604，服务器被激活并指示运行已经提供所有应用程序，并且然后由服务器使用605。
当服务器处于使用状态605时，可以为其进一步提供额外的应用程序。服务器转换到提供应用程序状态603来安装任何额外的应用程序。一旦已经提供了，它将返回使用状态605，运行所有的应用程序。从使用状态605，服务器可以离线，并停止送回到就绪状态604。从就绪状态605，可以重新提供服务器并送回到提供应用程序状态603或释放回到空闲状态601。
在为单个专用业务保留服务器的情况下，服务器初始置于空闲状态606。如果服务器供给需要新的操作系统，则发送操作系统映像和应用程序映像到服务器。当指示供给OS时服务器转换到供给OS状态607。一旦安装并导入操作系统，服务器移到供给应用程序状态608。如果服务器已经安装了正确的操作系统，则只需要提供应用程序，并且服务器从空闲状态606转到供给应用程序状态608。
当安装好应用程序并且已经提供了服务器时，它移动就绪状态609并等待激活。从就绪状态609，服务器被激活并被指示运行已经提供的应用程序，然后由业务610来使用。
从使用状态610，服务器可以离线并停止将其送回就绪状态609。从就绪状态610，服务器能够重新提供并送回提供应用程序状态608或释放回到空闲状态606。如果其送回到提供应用程序状态608，则服务器供应新的应用程序并转换回到就绪状态610。从就绪状态609，服务器转换回到使用状态610并运行应用程序。
服务器203A-230F是由在业务使用完服务器后，用于流量负载分配的负载均衡管理者204A-204B管理。服务器变为激活状态并置于负载均衡管理者的激活服务器列表中。
映像分配管理者206管理可存储在储藏仓210中的客户应用程序映像和操作系统映像的分配，给已提供的服务器。它管理用于软件回滚(rollback)和更新的版本和修补。映像信息本身包含安装脚本、导入序列和配置定制指令。映像分配管理者206跟踪提供给服务器运行的软件。它具有根据管理员的配置更新特定服务器的能力。管理员能够建立要下载到运行特定系列软件的某些服务器的某些更新。例如，对于更新正在运行一个版本软件的某些服务器可能不可行且其不使用更新特征。
系统管理者在每一个服务器203A-203F中。他们管理应用程序映像安装、操作系统影响安装、配置定制、导入已经应用程序启动。
所有的管理者(负载均衡管理者204、供给管理者207、计费管理者108、资源管理者109、映像分配管理者206和系统管理者)通过本地网或互联网互相交互来保证DODC的最新业务。以下是针对供给服务器203A特定客户应用程序的典型供给顺序：
1、供给管理者207与负载均衡管理者204交互来决定应用程序负载是否已经达到特定客户业务协议极限值以及决定是否需要为这个特定的应用程序增加新的服务器的时候。
2、供给管理者207与资源管理者209商量来获得最佳适合的资源。资源可以是先前用于已经在服务器203A具有应用程序映像的同一业务的服务器203A。
3、如果应用程序映像不在服务器203A上，则供给管理者207对映像分配管理者发出请求以分配应用程序映像到所选的服务器203A。
4、服务器203A上的系统管理者接收来自映像分配管理者206的应用程序映像，系统管理者根据独立的(self-contained)映像包信息中执行必要的安装和对服务器203A的配置定制。如果应用程序需要不同版本的OS，则系统管理者安装OS并用新的OS重新导入服务器。可以将OS与映像中的应用程序映像捆绑在一起。系统管理者启动服务器203A上的应用程序。
5、供给管理者207将服务器203A增加到负载均衡池中并将服务器203A传给用于管理计算分配的所负责的负载均衡管理者204A。如果有任何大的变化(如系统崩溃)，则负载均衡管理者204A用与服务器的状态相关的现场信息更新资源管理者209。
6、当服务器203A运行应用程序时，服务器203A上的计费代理定期地执行资源利用的采样(如通过网络探针或直接询问)并且定期地汇报计费管理者208返回的结果。
管理者、负载均衡管理者204、供给管理者207、计费管理者208、资源管理者209、映像分配管理者206以及系统管理者之间的任何结合可以共同位于通用服务器和计费代理上。
参考图3，映像分配管理者206可以为选自一组客户应用程序映像302中的客户应用程序映像从操作系统301库中选择合适的操作系统。然后将合适的客户应用程序和操作系统打包在一起并发送到目的服务器307。可以对所产生的映像以某种方式加密来确保客户应用程序的安全。所产生的映像也可以具有校验和或其他方式来确保被传输的映像是完整的且而没有破坏。目的服务器307上的系统管理者305对操作系统映像303(如果发送了)和客户应用程序映像304解包。如果发送了操作系统映像303，则系统管理者305在服务器307上安装操作系统映像305，并将服务器307引导到操作系统中。系统管理者305在服务器307上安装客户应用程序映像304并执行此应用程序。
没有有效的碎片整理(de-fragmentation)机构难以有效的供给。在DODC环境中，当互联网流量阻止(spike)某些客户时，供给管理者207踢掉(kickin)并为业务增加更多的系统。一段时间后，客户的流量开始减弱。就像在磁盘分片例子中，许多系统被不同的用户使用。大多数系统利用低资源利用运行。由于这个原因，对于新流量需求留下少数新的可用的系统。此场景被称作供给分片。因此，具有好的碎片整理机制同等重要，从而对于供给更多的系统就绪可用。
随着流量需求的上升，供给管理者207从资源池中增加服务器，并把不工作的服务器交给负载均衡管理者204A-204B来为客户分派流量需求。如上面描述的，负载均衡管理者204设法每次填充一个服务器。负载均衡管理者204监测每一个服务器的利用。当流量请求开始降低时，负载均衡管理者204使用相同的填充政策来分发流量。随着流量需求进一步下降，在负载均衡池中的其中一个服务器将最终以没有新的需求而结束。最后，消耗并服务所有服务器的现有请求。负载均衡管理者204然后将服务器返回到供给管理者207。
供给管理者207然后能决定是否把返回的服务器保留在供给池中一段时间或完全返回到资源管理者209用于其他的供给用途。这取决于客户业务模式的供给预报。
上面描述的机制在没有中断任何正在进行的业务情况下有效地碎片整理服务器。这种机制被称为完美的碎片整理原因在于对于现有的正在进行的流量请求没有中断。
一些用户会话可以持续数小时、数天或数星期。例如非激活的聊天连接。负载均衡管理者204在那种情况下必须为会话设定中间休息周期，并且决定中止会话以碎片整理系统。这个场景称作不完美的碎片整理，原因在于它中断了正在进行的流量请求。碎片整理的两种方法都可以使用并基于客户的具体需求来选择。
在CDN和DODC环境中的RFID
射频识别(RFID)在很多应用中日益流行。带有RFID标签的单元，如ID卡和商品反偷窃标签被RFID发射机/接收机检测。在，RFID发射机/接收机从包括简单的一个比特信息到全识别信息的单元中的RFID标签接收有限量的信息。RFID主要用于跟踪、识别和安全的目的。由于最近全球安全问题，对于安全应用的需求逐渐提高，如本国安全、员工鉴定以及大楼车辆的进出、有栅栏有警卫的社区、全体校园和机场。
估计该领域中的主要增长来自于实时定位系统、资产管理、行李处理以及非现金付款系统。业务部分诸如供应链管理、后勤、仓储以及生产从RFID技术的使用获益。
第三方应用程序的数量随着大范围应用的重视飞速扩大。数据库公司提供公司使用的数据库应用程序以跟踪他们内部且在本地水平的存货。公司如Verisign和Global EPC致力于对象域名服务器(ONS)结构来允许RFID设备通过互联网与服务器交互。本发明的一实施方式提供在全球网络上执行RFID的基础设施结构。实施方式的RFID寿命周期管理的结构由以下部件组成：
·分布式ONS信息和缓存服务器(用于RFID IS的CDN)。
·用于ONS域名解析的全球流量负载均衡管理者(用于RFID的GTM)。
·RFID注册和管理。
·用于所有权转换和跟踪的RFID生命周期管理。
·RFID信息搜索引擎。
·用于RFID的按需分布式计算环境(用于RFID的DODC)。
一套集成的元件不仅为RFID生命周期管理提供强大的解决方案，而且保证RFID内容最快速传送给网络冲浪者(surfer)和在灾难情形下RFID内容的高可用性。
参见图7，本发明的实施方式为制造商和公司提供ONS信息服务器的分布式寄主业务。系统利用在POP 701、705、707、世界范围的互联网或更大范围网络703中的数百个寄主服务器并使用其缓存技术提供世界范围的ONS信息内容的分布式缓存。系统通过POP 701、705、707中网络提供RFID信息的多个拷贝并确保RFID信息内容的高可用性即使由于灾难或其他原因少数个位置变为不可接入。
ONS请求预报为比DNS请求的10倍更频繁。基于上面描述的用于DNS的GTM以及在申请序列号为09/648,420的专利中所述的，在此引入该专利作为参考，系统采用相同的方法来负载均衡ONS请求。用于ONS的GRM在每一个世界范围的POP位置701、705、707监测ONS信息服务器的健康度和负载并指引使用者向最近网络和最低负载的服务器发出请求。例如，在通常情况下，客户A 702将被指引到POP位置1 701而客户B 704将被指引到POP位置2 705。
RFID注册和管理可以通过RFID服务器706提供XML基的接口和窗体。制造商注册他们的RFID以及产品到RFID数据库708中。接口包括注册的鉴权、RFID所有权的验证(接到全球EPC RFID号码分配)以及关于具有RFID产品的详细信息。接口提供用于人工输入的窗体和用于自动RFID扫描输入的API。
在RFID服务器706上的生命周期管理者关注RFID所有者转移，并跟踪产品历史记录。当所有权转移时，新的所有者向RFID服务器706上的生命周期管理者发出请求用于所有权转移，向原来的所有者触发一个邮件请求释放所有权。来自原来所有者的确认将完成所有权转移。RFID服务器706上的生命周期管理者维护RFID数据库708中关于产品的所有历史数据。该信息可用于产品欺骗查证，更像所有者的许可证。
RFID服务器706的搜索引擎能够为RFID、产品名字、种类、制造商、所有者、价格、区域搜索RFID数据库708，搜索可比较的产品等。
DODC可根据需求为RFID应用程序(如RFID供应链中间件)提供计算环境和资源。用于RFID的DODC允许RFID应用程序在接近于终端用户的位置运行。在没有通过前端服务器的供给下，DODC动态地提供和运行能够处理非预期的大流量的应用程序。
实施装置
DODC服务器、网页缓存服务器、负载均衡服务器、负载均衡管理者、计费管理者、资源管理者、映像分配管理者以及源服务器每一个都可以根据本发明实施方式在计算系统上执行。图4示出了可实施本发明实施方式的计算系统400的框图。计算系统400包括总线402或其他用于交流信息的通信装置和与总线402耦合用于处理信息的处理器404。计算系统400还包括主存储器406，如随机存取存储器(RAM)或其他动态存储设备，与总线402耦合用于存储信息和将被处理器404执行的指令。在处理器404执行指令期间，主存储器406也可用于存储临时变量或其他中间信息。计算系统400还包含只读存储器(ROM)408或耦合到总线402用于为处理器404存储静态信息和指令的其他静态存储设备。存储设备410诸如磁盘或光盘被提供并耦合到总线402用于存储信息和指令。
计算系统400可以通过总线402耦合到显示器412，诸如用于显示信息给计算用户的阴极射线管(CRT)。包含字母数字键和其它的键的输入设备414耦合到总线402用于交流信息和处理器404的指令选择。其他类型的用户输入设备是光标控制416，如用于交流方向信息以及对处理器404的指令选择并用于控制显示器412上的光标移动的鼠标、轨迹球以及光标方向键。此输入设备通常在两个轴向具有两个自由度，第一轴(如x)和第二轴(如y)，他们允许设备在平面上指定位置。
本发明涉及用于执行在此所描述的技术的计算系统400的使用。根据本发明的一个实施方式，响应处理器404执行一个或多个包含在主存储器406中的指令的一个或多个序列，计算系统400执行那些技术。这样的指令可以从诸如存储设备410的其他机器可读媒介中读到主存储器406中。包含在主存储器406中的指令的序列的执行使处理器404执行在此所描述的处理步骤。在可选的实施方式中，可使用硬线电路代替或与软件指令结合来执行本发明。因此本发明的实施方式不限于硬线电路和软件电路的任何具体结合。
在此使用的术语“机器可读媒介”指参与以具体形式提供使机器操作的数据的任何媒介。在使用计算系统400执行的实施方式，涉及不同的机器可读媒介，例如，在给处理器404提供执行用于指令中。那样的媒介可以采取多种形式，包括但不限于，非易变的媒介、易变的媒介和传输媒介。非易变的媒体包括，例如光盘和磁盘，如存储设备410。易变的媒介包括动态存储器，如主存储器406。传输媒介包含同轴电缆、铜线以及光纤，包含组成总线402的导线。传输媒介也能采取声波或光波，如在无线波和红外线数据通信中产生的波。
机器可读媒介的通常形式包括，例如，软盘、软磁盘、硬盘、磁带或其他任何磁介质、CD-ROM、任何其他光介质、打孔卡(punchcard)、纸带(papertape)、任何其他孔型的物理媒介、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储芯片或硒鼓(cartridge)、如以下所述的载波或计算机可读的任何其他媒介。
不同形式的机器可读媒介可以包含在承载对应处理器404的一个或多个指令的一个或多个序列中用于执行例如，指令可初始承载在远程计算机的磁盘上。远程计算机能够将指令加载到它的动态存储器中并通过使用调制解调器的电话线发送指令。到计算系统400的调制解调器能够接收电话线上的数据并使用红外线发射机将数据转换为红外线信号。红外线监测器能接收承载在红外信号中的数据，并且合适的线路能够将数据放置在总线402上。总线402将数据加载到主存储器406，其中处理器404从该主存储器406重新得到并执行指令。主存储器406接收到的指令可以在处理器404执行前或执行后可选择地存储在存储设备410上。
计算系统400也包括与总线402耦合的通信接口418。通信接口418提供双向数据通信，其与连接到本地网422的网络链接420耦合。例如，通信接口418可以是集成业务数字网(ISDN)卡或调制解调器来向相应类型的电话线提供数据通信连接。如在另一个示例中，通信接口418可以是局域网(LAN)卡以向兼容的LAN提供数据通信连接。也可以执行无线链接。在任何这类的实施中，通信接口418发送并接收加载表示各种类型信息的数字数据流的电性的、电磁的或光信号。
网络链接420通常通过一个或多个网络为其他数据装置提供数据通信。例如，网络链接420可以通过本地网422向主机424或向通过互联网业务提供商(ISP)426操作的数据设备提供连接。ISP 426反过来通过世界范围的包数据通信网络，现在通常指“互联网”428而提供数据通信业务。本地网422和互联网428都使用加载数字数据流的电的、电磁的或光信号。通过各种网络的信号和在网络链接420上并通过加载数字数据到且来自计算系统400的通信接口418的信号是传输信息的载波的示例性的形式。
计算系统400能够通过网络、网络链接420以及通信接口418发送消息并接收包括程序代码的数据。在互联网示例中，服务器430可以通过互联网428、ISP 426、本地网422以及通信接口418为应用程序传输请求代码。
处理器404可以在代码被接收和/或存储在存储设备410、或用于后面执行的其他的非易变存储时执行接收到的代码。以这种方式，计算系统400可以以载波的形式获得应用程序代码。
在前述的说明中，本发明的实施方式参照在实施方式间变化的多个具体细节来描述。因此，本发明的唯一的和专有性是本申请的意图所在，是本发明权利发布的一套权利要求，在权利要求的具体的形式上，包括任何其后的修正。本发明明确提出的包含在所述要求中对术语定义应该包含所述权利要求中所使用的所述术语的意义。因此，本权利要求没有清楚表述的限定、元件、性质、特征、优点或属性应以任何方式不受所述权利要求范围限制。因此，本说明和附图是示意性的而不是限制性的。

Claims (34)

1.一种在内容发布网络中通过多个服务器针对应用程序动态分配计算资源的方法，包括：
将多个服务器划分为网页缓存服务器分区和分布式计算服务器分区；
跟踪所述分布式计算服务器分区中的每一个分布式计算服务器的状态；
从所述分布式计算服务器分区自动提供服务器来运行客户的应用程序；以及
负载均衡所述网页缓存服务器分区和分布式计算服务器分区中整个服务器上的流量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于对每套服务器的需求，所述划分步骤改变所述网页缓存服务器分区和所述分布式计算服务器分区的尺寸。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述供给步骤基于对客户应用程序的需求提供所述服务器。
4.根据权利要求1所述的方法，还包含：
如果用户应用程序需要已经降到预定级别以下，不供应已经对客户应用程序提供的所述分布式计算服务器分区中的服务器。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果客户的应用程序需要特定的操作系统，则所述供给步骤提供所述服务器来运行所需的操作系统。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述供给步骤创建客户的应用程序映象并将所述映象发送给服务器。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述供给步骤创建与所需操作系统相结合的客户的应用程序的映象并将所述映象发送给所述服务器。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在分布式计算服务器分区中所述供给步骤对已经提供至少一个其它应用程序的服务器提供客户应用程序以达到预定的服务器使用级别。
9.根据权利要求1所述的方法，还包含：基于在分布式计算服务器分区中服务器的使用来对客户收费。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述供给步骤基于所述客户应用程序的属性在所述分布式计算服务器划分中选择服务器。
11.针对通过多个服务器的应用程序动态分配计算资源的方法，包含：
创建服务器池；
跟踪所述服务器池中每一个服务器的状态；
基于客户应用程序的需求从服务器池中自动提供服务器来运行客户的应用程序；
其中，如果客户的应用程序需要特定的操作系统，则所述供给步骤提供所述服务器来运行所需的操作系统；以及
如果对用户应用程序的需要降到预定级别以下，则不供应对于客户应用程序已经供应过的服务器。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述供给步骤创建客户应用程序的映象并将映象发送给服务器。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述供给步骤结合所需的操作系统创建客户应用程序映象，并将所述映象发送给所述服务器。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述供给步骤对已经提供至少一个其它应用程序的服务器提供客户应用程序以达到预定的服务器使用级别。
15.根据权利要求11所述的方法，还包含：
在所述服务器池中，根据服务器使用对客户收费。
16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述供给步骤根据客户应用程序的属性来选择服务器。
17.根据权利要求11所述的方法，还包含：
负载均衡通过已经提供给客户应用程序的多个服务器的流量。
18.一种针对通过在内容发布网络中的多个服务器的应用程序动态分配计算资源的装置，包含：
将所述多个服务器划分为网页缓存服务器分区和分布式计算服务器分区；
跟踪所述分布式计算服务器分区中的每一个分布式计算服务器的状态；
从所述分布式计算服务器分区中自动提供服务器来运行客户的应用程序；以及
在所述网页缓存服务器分区和所述分布式计算服务器分区中负载均衡通过服务器的流量。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，基于对每一套服务器的需求，所述划分模块改变所述网页缓存服务器分区和所述分布式计算服务器分区的尺寸。
20.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述划分模块基于对所述客户应用程序的需求提供服务器。
21.根据权利要求18所述的装置，还包含：
如果客户应用程度已经降到预定级别以下，则不提供在分布式计算服务器分区中已经提供客户应用程序的的服务器。
22.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，如果所述客户的应用程序需要特定的操作系统，则所述供给模块提供所述服务器来运行所述操作系统。
23.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述供给模块创建所述客户应用程序的映象并所述映象发送到所述服务器。
24.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述供给模块结合所需的操作系统创建所述客户应用程序的映象并将该映像发送到所述服务器。
25.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，在分布式计算服务器分区中所述供给步骤对已经提供至少一个其它应用程序的服务器提供客户应用程序以达到预定的服务器使用级别。
26.根据权利要求18所述的装置，还包含：基于所述分布式计算服务器分区中服务器的使用对客户收费。
27.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，基于所述客户应用程序的属性，所述供给模块选择所述分布式计算服务器分区中的服务器。
28.一种针对通过多个服务器上的应用程序动态分配计算资源的装置，包含：
创建服务器池；
跟踪所述服务器池中的每一个服务器的状态；
基于对所述客户应用程序的需求，从所述服务器池中自动提供服务器来运行客户的应用程序；
其中，如果客户的应用程序需要特定的操作系统，则所述供给步骤提供所述服务器来运行所需的操作系统；以及
如果用户应用程序需要降到预定级别以下，则不提供对于客户应用程序已经提供的服务器。
29.根据权利要求28所述的装置，其特征在于，所述供给模块创建所述客户应用程序的映象并将该映像发送到所述服务器。
30.根据权利要求28所述的装置，其特征在于，所述供给模块结合所需的操作系统创建所述客户应用程序的映象并向所述服务器发送所述映象。
31.根据权利要求28所述的装置，其特征在于，所述供给模块对已经提供至少一个其它应用程序的服务器提供客户应用程序来达到预定的服务器使用级别。
32.根据权利要求28所述的装置，还包含：基于所述服务器池中服务器的使用对客户收费。
33.根据权利要求28所述的装置，其特征在于，基于所述客户应用程序的属性，所述供给模块选择服务器。
34.根据权利要求28所述的装置，其特征在于，还包含：
负载均衡通过已经提供给客户应用程序的多个服务器的流量。
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