【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及天文数据中心建设领域，更具体地涉及一种面向天文数据中心网络的动态负载均衡方法。
技术介绍
1、天文数据中心作为现代天文学研究的核心基础设施，承担着收集、存储和分析海量天文观测数据的重要任务。这些数据来源于各种天文观测设备，如望远镜、卫星和探测器，它们在观测宇宙时产生的数据量巨大，包括来自不同波段(如光学、射电、红外、x射线等)的观测数据，这些数据不仅种类繁多，而且具有极高的并发性。例如，一个大型望远镜在短时间内就能产生数十甚至数百gb的数据，而这些数据需要在短时间内被处理和分析，以便能够及时获取研究成果。为了保证数据处理的高效性和可靠性，天文数据中心网络需要具备高效的负载均衡能力，以确保资源的合理利用和任务的快速完成。
2、负载均衡是指将网络流量或计算任务分配到多个服务器或计算节点上，以避免单一节点过载，并提高整个系统的性能和可靠性。然而，传统的数据传输和处理方法在处理这种高并发、大数据量的天文观测数据时，面临着严峻的挑战。由于数据传输路径和处理任务的分配往往是静态的，无法根据实时网络状况和节点负载进行动态调整，因此容易导致负载不均衡的问题。具体表现为，某些服务器或网络节点因为承担了过多的数据传输或处理任务而过载，而其他节点则因为任务分配不足而处于闲置状态。这种不均衡的负载分布不仅降低了单个节点的处理效率，还可能导致整个系统的性能下降，延长数据处理时间，甚至引发数据丢失或系统崩溃的风险。
3、目前，已有一些负载均衡方法应用于数据中心网络中，主要包括轮询法、最少连接法、一致性哈希法、基于流量监
技术实现思路
1、本专利技术提供一种面向天文数据中心网络的动态负载均衡方法，旨在解决现有方法难以高效处理天文数据中心复杂负载的问题。
2、本专利技术提供的一种面向天文数据中心网络的动态负载均衡方法，包括：
3、步骤s1，采用简单网络管理协议实时获取天文数据中心每台服务器的性能参数；
4、步骤s2，根据所述天文数据中心每台服务器的性能参数，构建多维度负载评估模型，动态评估每台服务器的当前负载情况；
5、步骤s3，根据所述每台服务器的当前负载情况，采用q-learning进行自适应负载分配，获取最优负载分配策略。
6、进一步地，所述步骤s1包括：
7、步骤s11，在天文数据中心每台服务器上部署snmp代理程序；
8、步骤s12，对每台服务器上部署的所述snmp代理程序进行配置；
9、步骤s13，所述snmp代理程序根据所述步骤s12的配置收集每台服务器的性能参数。
10、进一步地，所述步骤s2包括：
11、步骤s21，从获取的天文数据中心每台服务器的性能参数中，选择若干参数作为用于评估当前负载情况的指标；
12、步骤s22，对每台服务器的所述用于评估当前负载情况的指标进行标准化处理，获取用于评估当前负载情况的指标的标准化值；
13、步骤s23，根据天文数据中心传输需求，为所述用于评估当前负载情况的指标分配权重；
14、步骤s24，根据所述用于评估当前负载情况的指标的标准化值，以及所述为用于评估当前负载情况的指标分配的权重，计算每台服务器的综合负载评分。
15、进一步地，所述用于评估每台服务器当前负载情况的指标包括cpu使用率、内存使用率、磁盘i/o使用率、网络带宽使用率和进程负载。
16、进一步地，所述步骤s23包括：
17、步骤s231，根据天文数据中心传输需求，构建一个n×n的成对比较矩阵a，n表示用于评估当前负载情况的指标的个数；
18、步骤s232，计算成对比较矩阵a的最大特征值λmax和对应的特征向量w'；
19、步骤s233，根据成对比较矩阵a的最大特征值λmax，分别计算一致性指标ci和一致性比率cr，若cr<0.1，则进入步骤s234；若cr≧0.1，则重新调整成对比较矩阵a，返回步骤s232；
20、步骤s234，对特征向量w'进行归一化处理，获取为用于评估当前负载情况的指标分配的权重。
21、进一步地，所述步骤s3包括：
22、步骤s31，初始化q表q(s,a)，其中s表示天文数据中心每台服务器的当前负载情况，a表示在当前负载情况下可以采取的负载分配策略，a的初始值设为0；
23、步骤s32，在当前负载情况s下，以概率ε选择随机分配的负载分配策略，以概率1-ε选择q值最大时分配的负载分配策略，获取新的负载分配策略a'；
24、步骤s33，根据新的负载分配策略a'，更新当前负载情况，更新后的当前负载情况记为s'，根据步骤s2获取负载分配后的即时反馈r，并对q值进行更新；
25、步骤s34，判断更新后的q值是否收敛，若否，则返回步骤s32；若是，则将q值收敛时对应的负载分配策略a'作为最优负载分配策略。。
26、本专利技术通过实时监控天文数据中心网络中的各个节点负载情况和数据流量，获取准确的系统状态信息。同时结合反馈机制，能够及时调整负载分配策略，确保系统在高负载情况下仍能高效运行。
27、本专利技术考虑了天文数据的大规模、高并发性和复杂性，能够智能地分配计算资源和传输路径，提高数据处理和传输效率。
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1.一种面向天文数据中心网络的动态负载均衡方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的面向天文数据中心网络的动态负载均衡方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
3.根据权利要求1所述的面向天文数据中心网络的动态负载均衡方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
4.根据权利要求3所述的面向天文数据中心网络的动态负载均衡方法，其特征在于，所述用于评估每台服务器当前负载情况的指标包括CPU使用率、内存使用率、磁盘I/O使用率、网络带宽使用率和进程负载。
5.根据权利要求3所述的面向天文数据中心网络的动态负载均衡方法，其特征在于，所述步骤S23包括：
6.根据权利要求1所述的面向天文数据中心网络的动态负载均衡方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
【技术特征摘要】
1.一种面向天文数据中心网络的动态负载均衡方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的面向天文数据中心网络的动态负载均衡方法，其特征在于，所述步骤s1包括：
3.根据权利要求1所述的面向天文数据中心网络的动态负载均衡方法，其特征在于，所述步骤s2包括：
4.根据权利要求3所述的面向天文数据中心网络的动态负载均...
【专利技术属性】
技术研发人员：王杰，张海龙，
申请(专利权)人：中国科学院新疆天文台，
类型：发明
国别省市：
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