计算机环境下的自适应资源监测模型设计

【摘 要】资源性能监测是计算机平台中一个基础性技术问题。面向异构分布计算环境，提出了一种自适应的资源信息和负载监控方法。将周期性的拉模式和事件驱动的推模式结合起来，利用系统资源负载的变化，分析计算机系统常见故障分析及处理措施，阐述了监控方法的模型设计策略。

【关键词】计算机；资源；检测；模式

监测是保证计算机平台高效工作的基础，随着计算机的快速发展，越来越多的应用部署到云中，势必对系统的稳定性、健壮性和系统性能提出更高的要求。而有效的资源管理方案能保障系统的正常运行，因此对数据中心的资源进行高效的管理变得尤为重要。资源监测是数据管理的重要组成部分，有效的监测能为数据中心的管理和维护提供可靠依据。建立计算机环境下的资源监测模型，该模型能够根据系统资源负载的变化，自适应地获取和公布系统的资源信息和负载情况。

1 计算机系统常见故障分析及处理

由于微机监测系统缺乏维护，致使运行状态不佳时而发生故障给安全生产工作带来诸多不便。

1.1 解调器发出连续的响声

这种响声是电子设备运行不正常所发出的响声，通信网络的通道进行数据传输时，将故障范围锁定在调制解调器部分。应检查网络通道是否被断开或占用或被严重干扰。

1.2 图画面静止不更新

计算机操纵台显示器画面静止不动，鼠标可以进行相关操作但系统不能更新操作信息。 故障出现在DMIS分机的运行状态上，应该确认微机监测站机的网卡与DMIS机柜内的集线器相连接的网线是否接插良好。

1.3 通信信号不更新

监测信息停止，无法进行实时更新。通过CAN通信传输至相应的采集分机传输至开关量CPU板进行数据处理，要检查CAN通信的采集分机电源和CPU板工作是否正常。

1.4 工作正常而不通信

系统工作正常但现场采集各项数据显示为空白。应先查看各采集机工作是否正常，采集机插板有故障应应检查至通信头的和至通信头的是否断线或者查看通信头与工控机插接是否良好。

2 资源监测的原则

2.1 监测结果必须准确

资源监测模块是计算机平台数据管理的基础功能模块。借鉴现有的资源监测方法，采用基于过滤窗口的异常上报算法，有效降低了异常告警带来的通信开销。

监测结果不正确会导致严重后果。一个错误的状态告警常常会导致不必要且昂贵的通信开销，漏过一个状态告警会使潜在的用户因为性能不好而放弃这个应用。所以要求资源监测必须传递正确的监测结果。

2.2 监测数据传输的效率要高

资源监测相关的通信消耗应尽可能小。由于监测通信会消耗带宽和 CPU，而服务器通常只能有分配有限的资源用于监测，因此，资源监测要尽力做到最小化通信消耗，避免增加不必要的资源消耗。

2.3 资源监测势必对系统的稳定性、健壮性和系统性能提出更高的要求

有效的资源管理方案能够保障系统的正常运行，对数据中心的资源进行高效管理是数据管理的重要组成部分，有效的监测可以为计算环境下的资源监测模型，通过监测各节点对监测信息实现集中管理，建立分布式的资源和负载监控框架，通过本地监测系统搜集系统中各个节点的资源状况和负载情况，资源监测必须传递正确的监测结果

2.4 监测采用直观的资源监测方法

通常情况下，监测主节点周期性地向各个节点获取其动态的资源和状态监测数据，被监测节点只有在接收到主节点的请求后才会将自身的监测数据发送给主节点。管理节点接收到告警信息，在短期内出现的峰值简单地表明了运行系统的动态性，采用了一种基于过滤窗口的自适应监测方法，减少相关的通信消耗问题。在保证监测准确性的基础上能够有效减少发送告警带来的通信消耗，自适应的监测方法周期性地向系统中的各个节点进行整合，选取三台服务器作为被监测节点，通过频率获取该节点的 CPU 使用率，将采集到的数据发送给监测主节点。需要综合考虑采集频率和阈值大小，根据被监测节点的敏感度需求来设置。

3 资源监测策略

3.1 建立不同的模型

3.1.1 采用分层的模型，系统中的功能实体所处的层级和每一层包含的实体是有区别的。为了保证IAAS 系统的正常运行，需要对系统中的每个功能实体进行监测管理。资源监测主要监控系统中各个节点的资源状态信息，当 监测数据超过阈值时，发出异常告警。在设计资源监测系统的时候，尽可能使其能通过简单方便的设置来实现不同层级的功能实体的监测需求。减少各个层级之间监测数据传输的通信消耗，以达到降低状态异常告警带来的通信开销的目的。

3.1.2 资源监测模型。计算环境下的资源监测可以分为push 和pull 两种模式。push 模式的实时性较好，但系统有一定负载。pull 模式实时性较差，传输量小，容易浪费系统。

3.1.3 通用连接框架.它是网络通信的基本要求，利用网络可以使客户端和服务器端进行配合，实现复杂的应用。根据需要在简表中扩充连接框架来对特定协议提供支持。应用程序通过WinSock API 设计通信程序，WinSock 利用网络通信协议和操作系统调用完成实际的通信工作。每个进程的进程空间里都有一个套接字描述符表。一些可选包，组成了J2ME 的基本运行环境，运行于设备的主机操作系统之上，利用相似设备的类似功能。同时，配置在层体系结构中起到了承上启下的作用，它定义了所支持的Java 编程语言特征。面向对象编程语言的强大能力 ，Java 编程语言使得应用程序的开发更加有效。

3.2 监测策略

资源监测策略是一种直观的资源监测方法。通常情况下，监测主节点周期性地向各个节点获取其动态的资源和状态监测数据，被监测节点只有在接收到主节点的请求后才会将自身的监测数据发送给主节点。但是，当某个节点的 CPU、内存或负载等状态超出其设定的相应阈值时，该节点就会主动向主节点发送一个告警信息。通常情况下是采用自适应监测方法。使用Baseline 策略的资源监测方法，系统中的告警消息会带来管理节点的带宽和 CPU 严重消耗，从而影响系统的可扩展性。因此，适用于计算环境下的资源监测方法必须考虑减少相关的通信消耗问题。在保证监测准确性的基础上能够有效减少发送告警带来的通信消耗。同时也可以利用VM Monitor 模块，则在其监测值超过预先设定的阈值时，基于过滤窗口策略决定是否将自身的监测信息主动推送给Cluster Monitor 模块，采用了基于过滤窗口的异常上报算法，在保证监测准确性的基础上有效降低了异常告警带来的通信开销。实验表明自适应的资源监测机制的性能明显优于baseline 方法 。

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