實作一個在UNIX環境上的資源監控系統

國立交通大學

資訊學院 資訊學程

碩 士 論 文

實 作 一 個 在 UNIX 環 境 上 的 資 源 監 控 系 統

Implementing a resource monitoring system on UNIX

environment

研 究 生 ： 王 鵬 翔

指 導 教 授 ： 王 豐 堅 教 授

實 作 一 個 在 UNIX 環 境 上 的 資 源 監 控 系 統

Implementing a resource monitoring system on UNIX

environment

研 究 生 ： 王 鵬 翔 Student： Peng-Hsiang Wang 指 導 教 授 ： 王 豐 堅 Advisor： Dr. Feng-Jian Wang

國 立 交 通 大 學

資 訊 學 院 資 訊 學 程

碩 士 論 文

A Thesis

Submitted to College of Computer Science National Chiao Tung University in partial Fulfillment of the Requirements

for the Degree of Master of Science

in

Computer Science Apr 2010

Hsinchu, Taiwan, Republic of China

實 作 一 個 在 UNIX 環 境 上 的 資 源 監 控 系 統 學 生 ： 王 鵬 翔 指 導 教 授 ： 王 豐 堅 國 立 交 通 大 學 資 訊 學 院 資 訊 學 程 碩 士 班 摘 要 在 UNIX 環 境 中 ， 同 時 使 用 多 台 的 工 作 站 ， 若 不 能 有 效 的 分 配 負 載 ， 不 僅 造 成 工 作 站 使 用 率 低 ， 還 會 導 致 服 務 品 質 不 佳 。 為 了 提 高 使 用 率 ， 許 多 使 用 者 會 採 用 Load Sharing 系 統 來 改 善 。 然 而 ， 市 面 上 的 Load Sharing 系 統 皆 只 針 對 CPU 的 utilization 來 做 管 理 ， 使 用 對 象 侷 限 在 designer 的 batch job， 對 其 它 工 作 站 資 源 （ 例 如 ： Memory） 及 使 用 者 的 便 利 則 考 慮 不 多 。 在 本 篇 論 文 中，我 們 提 供 了 一 套 資 源 監 控 系 統 給 所 有 使 用 者。它 可 以 掌 握 所 有 工 作 站 資 源 的 使 用 狀 態 ， 讓 使 用 者 輕 鬆 地 挑 選 可 利 用 的 工 作 站 來 作 業 ， 減 少 因 多 人 共 用 一 台 工 作 站 導 致 其 它 工 作 站 閒 置 的 情 況 發 生 。 這 套 資 源 監 控 系 統 以 perl/Tk 來 撰 寫，架 構 為 client-server，它 提 供 直 覺 且 友 善 的 GUI 介 面 給 使 用 者 。 同 時 它 採 用 socket 方 式 來 傳 遞 資 訊 ， 並 每 60 秒 更 新 資 訊 一 次 。 除 了 上 述 功 能 的 提 供 外 ， 我 們 也 根 據 軟 體 的 使 用 性 、 容 錯 能 力 、 效 能 及 重 複 使 用 性 分 析 ， 確 保 它 的 品 質 。 關 鍵 字 ： 負 載 共 用 ， 電 子 設 計 自 動 化 ， 資 源 監 控

Implementing a resource monitoring system on UNIX environment

Student： Peng-Hsiang Wang Advisor： Dr. Feng-Jian Wang

Degree Program of Computer Science

National Chiao Tung University

ABSTRACT

In an UNIX environment, if the loads cannot be distriputed effectively, the execution in multiple workstations might have several defects, e.g., low usage rate in workstations, poor service quality, etc. Currently, many users apply load sharing system to enhance the usage rate. However, commercial systems of resource sharing managements are based on CPU utilization and their functions work on the management of designer ’s batch jobs only. To user, the usability and resource accessing of other workstations are less concerned.

In this thesis, we descri be a resource monitoring system, RMS, to solve above problems. RMS is designed to monitor the usage of all the workstation resources. By providing an intuitive and friendly interface, RMS can help reduce the overall loading in the whole system since the available

workstation(s) can be easily selected to work. The second part in RMS is to update related information in each workstation (e.g., CPU status, memory) every 60 seconds. This part can clear the garbage process/memory and help increase utilization too. RMS is developed with perl/Tk and based on

client-server architecture, where socket method is used for data exchage. Finally, we also analyze usability, fault tolerance, efficiency and reusability to ensure its quality.

誌 謝

首 先 感 謝 我 的 指 導 教 授 王 豐 堅 老 師 在 學 生 就 學 期 間 耐 心 地 給 予 指 導 與 彈 性 的 研 討 時 間 。 再 者 感 謝 口 試 委 員 吳 毅 成 教 授 、 梁 德 容 教 授 及 黃 俊 龍 教 授 願 意 擔 任 學 生 的 口 試 委 員 ， 並 且 在 口 試 時 ， 提 供 學 生 在 研 究 上 可 以 再 改 善 的 寶 貴 意 見 ， 使 本 論 文 得 以 修 改 得 更 完 善 。 對 在 職 進 修 的 研 究 生 而 言，同 時 有 工 作 上 和 課 業 上 的 雙 重 壓 力，所 以 必 須 感 謝 公 司 主 管 張 念 祖 在 學 生 就 學 期 間 工 作 上 的 安 排 ， 以 及 溫 坤 龍 同 仁 、 石 惠 如 同 仁 的 協 助 ， 使 得 學 生 得 以 順 利 完 成 學 業 。 最 後 ， 要 感 謝 我 的 家 人 一 直 給 我 無 限 的 支 持 ， 讓 我 能 夠 專 心 學 習 ， 而 無 後 顧 之 憂 。

目 錄

中 文 摘 要 ... i 英 文 摘 要 ... ii 誌 謝 ... iii 目 錄 ... iv 表 目 錄 ... v 圖 目 錄 ... vi 第 一 章 、 緒 論 ... 1 1.1 動 機 ... 1 1.2 目 的 ... 2 1.3 章 節 簡 介 ... 2 第 二 章 、 背 景 ... 3

2.1 UNIX 環 境 之 主 流 Load Sharing 系 統 比 較 ... 3

2.2 UNIX 環 境 之 Load Sharing 系 統 的 缺 點 ... 5

第 三 章 、 設 計 與 架 構 ... 7 3.1 設 計 概 念 與 目 標 ... 7 3.2 資 源 監 控 系 統 架 構 ... 8 3.3 使 用 者 介 面 ... 10 3.4 資 源 監 控 系 統 設 計 方 式 ... 12 3.5 程 式 流 程 圖 ... 14 第 四 章 、 實 作 ... 18 4.1 開 發 環 境 需 求 ... 18 4.2 實 作 結 果 ... 18 4.3 資 源 監 控 系 統 的 品 質 ... 23 第 五 章 、 結 論 及 未 來 方 向 ... 27 5.1 結 論 ... 27 5.2 未 來 方 向 ... 27 參 考 文 獻 ... 29

表 目 錄

圖 目 錄

圖 3.1 資 源 監 控 系 統 架 構 圖 ... 8 圖 3.2 網 路 環 境 結 構 圖 ... 9 圖 3.3 資 源 監 控 系 統 程 式 結 構 圖 ... 9 圖 3.4 資 源 監 控 系 統 管 理 介 面 圖 ... 10 圖 3.5 資 源 監 控 系 統 執 行 流 程 圖 1 ... 13 圖 3.6 資 源 監 控 系 統 執 行 流 程 圖 2 ... 14 圖 3.7 RMS-Server Process 流 程 圖 ... 15 圖 3.8 Registry_Update Process 流 程 圖 ... 15 圖 3.9 Client_Invoke Process 流 程 圖 ... 16 圖 3.10 RMS-Client Process 流 程 圖 ... 16 圖 3.11 RIP 流 程 圖 ... 17 圖 4.1 資 源 監 控 系 統 群 組 圖 ... 19 圖 4.2 資 源 監 控 系 統 工 具 區 圖 ... 19 圖 4.3 資 源 監 控 系 統 View 設 定 圖 ... 20 圖 4.4 資 源 監 控 系 統 adminfo 功 能 圖 ... 20 圖 4.5 OS 及 EDA 測 試 結 果 圖 ... 21 圖 4.6 OS 及 Utility 測 試 結 果 圖 ... 21 圖 4.7 資 源 監 控 系 統 help 說 明 圖 ... 21 圖 4.8 資 源 監 控 系 統 mark 說 明 圖 ... 22 圖 4.9 資 源 監 控 系 統 主 機 狀 態 區 圖 ... 22 圖 4.10 資 源 監 控 系 統 CPU 顆 數 設 定 圖 ... 23

第 一 章 、 緒 論

1.1 動 機

在 探 討 一 個 系 統 效 率 的 時 候 ， 資 源 的 使 用 並 不 只 有 CPU， 還 包 含 Memory、 Disk 等 ， 甚 至 作 業 系 統 的 版 本 也 是 ； 在 過 去 已 有 許 多 演 算 法 被 提 出 （ [4], [5], [6], [7], [8], [10], [12], [14], [15], [16], [17], [18]）， 雖 然 這 些 方 法 各 有 其 特 色 、 分 析 及 論 證 ， 但 end-user 要 的 卻 不 是 這 樣 。 在 UNIX-like 的 環 境 下 ， 我 們 觀 察 到 ： 1） designer 常 需 要 simulation， 所 以 需 要 強 大 的 運 算 主 機 資 源 2） layout 人 員 要 做 繪 圖 ， 圖 中 包 含 大 量 的 component， 所 以 需 要 較 大 的 記 憶 體 資 源 3） 對 使 用 EDA（ Electronic Design Automation） 人 員 而 言 ， 常 發 生 某 些 vendor 因 併 購 或 淘 汰 ， 不 再 支 援 某 些 產 品 ， tool 無 法 更 新 ， 或 者 當 初 購 買 時，license 綁 定 在 某 主 機 上，故 只 能 綁 定 在 某 些 platform、版 本、 主 機 上 執 行，也 有 最 新 的 EDA 只 支 援 到 某 些 platform、版 本 情 況 發 生 4） 當 在 趕 計 劃 的 尖 峰 時 刻 ， 資 源 使 用 率 高 ，資 源 搶 佔 情 形 嚴 重 ， end-user 常 反 應 資 源 使 用 不 足 ， 並 質 疑 IT 人 員 讓 許 多 主 機 閒 置 而 未 釋 出 給 使 用 者 。

雖 然 在 UNIX-like 的 環 境 下 ， 市 面 上 已 有 許 多 Load Sharing 的 工 具 [3], [13], [25], [26], [27]，但 大 都 是 針 對 需 要 CPU 運 算 的 Batch Job 作 處 理，對 非 Batch Job 則 沒 有 幫 助，只 能 解 決 上 述 第 1 點，再 則 ， 隨 著 科 技 的 進 步 ， 現 在 的 主 機 大 多 已 非 單 一 CPU 的 主 機 ， 雙 CPU， 甚 至 更 多 CPU 的 主 機 已 漸 漸 普 及，而 多 CPU 主 機 則 帶 來 一 些 執 行 上 的 差 異 ， 一 般 來 說 ， 有 的 Load Sharing 管 理 系 統 ， 在 分 配 CPU 資 源 時 ， 皆 是 以 CPU 平 均 值 來 決 定 分 配 的 ， 然 而 ， 以 此 方 法 略 顯 不 足 。 舉 例 來 說 ， 有 二 台 主 機 ， 甲 台 主 機 為 雙 CPU 主 機 ， 而 乙 台 為 8 CPU 主 機 ； 當 甲 主 機 其 中 一 顆 CPU 被 使 用 ， 其 平 均 值 為 50%； 而 乙 主 機 其 中 6 顆 CPU 被 使 用 時 ， 其 平 均 值 為 75%； 若 依 現 有 Load Sharing 管 理 系 統 ， 下 一 個 工 作 會 被 分 配 到 甲 主 機 ， 而 事 實 上 乙 主 機 比 甲 主 機 的 資 源 更 為 寬 裕 。 更 進 一 步 說 ， 在 企 業 內 大 都 還 留 有 舊 型 主 機 ， 食 之 無 味 ， 棄 之 可 惜 ， 如 果 一 個 需 要 大 量 運 算 的 job 被 分 配 到 舊 主 機 ， 它 需 要 花 較 多 的 時 間 來 執 行 。 所 以 ， 若 能 提 供 一 個 簡 單 直 觀 的 工 具 ， 讓 end-user 能 掌 握 當 下 所 有 主 機 與 詳 細 的 資 源 使 用 情 形 ， 包 含 硬 體 Spec.及 每 顆 CPU 的 使 用 情 形 ， 以 方 便 其 尋 找 可 利 用 之 主 機 ， 一 則 可 提 高 負 載 平 衡 ， 二 則 可 讓 end-user 解 除 資 源 利 用 不 足 的 疑 慮 或 不 公 平 ?

1.2 目 的

對 於 以 上 的 不 便 與 限 制 ， 我 們 提 供 了 一 個 動 態 的 資 源 監 控 系 統 （ Resource Monitor System, RMS） 來 解 除 Batch Job 的 限 制 。 該 資 源 監 控 系 統 隨 時 確 認 主 機 存 活 狀 態，有 效 掌 握 所 有 主 機 資 源 的 使 用 狀 態 ， 並 且 依 作 業 平 台 （ Solaris、 Linux、 HP） 及 記 憶 體 大 小 （ 24GB 以 下 、 32GB、 64GB 以 上 ） 來 分 類 ， 讓 使 用 者 可 快 速 地 找 到 可 利 用 的 資 源 。 而 此 資 源 監 控 系 統 是 一 個 獨 立 系 統 ， 對 於 之 前 已 建 立 的 Load Sharing 管 理 系 統 沒 有 任 何 衝 突 ， 仍 可 繼 續 使 用 ， 不 會 浪 費 已 有 建 置 成 本 。

1.3 章 節 簡 介

本 篇 論 文 的 內 容 大 致 如 下 第 二 章 將 對 背 景 做 些 介 紹 ， 包 含 現 有 Load Sharing 系 統 工 具 的 比 較 及 使 用 上 的 優 缺 點 。 第 三 章 則 詳 細 說 明 本 資 源 監 控 系 統 的 設 計 架 構 及 運 作 方 式 。 第 四 章 會 說 明 此 資 源 監 控 系 統 的 實 作 結 果 及 性 能 分 析 。 第 五 章 將 會 作 些 討 論 並 提 到 此 系 統 未 來 的 可 改 善 目 標 。

第 二 章 、 背 景

在 UNIX 環 境 下 ， 目 前 市 面 上 已 有 許 多 Load Sharing 系 統 [13]， 其 優 點 包 括 可 平 行 處 理 job、動 態 負 載 平 衡、GUI 模 組 化、容 錯 性 佳、彈 性 排 程 、 授 權 機 制 等 ， 功 能 相 當 強 大 ； 但 亦 有 不 足 的 地 方 ， 比 如 source code 不 開 放 、 價 錢 昂 貴 、 限 定 執 行 的 作 業 平 台 、 只 能 處 理 batch job 等 。

2.1 UNIX 環 境 之 主 流 Load Sharing 系 統 比 較

表 2.1 對 目 前 市 場 上 二 套 主 流 的 Load Sharing 管 理 軟 體 作 比 較 [26], [27]，第 一 套 為 LSF（ Load Share Facility），第 二 套 為 SGE（ SUN Grid Engine） 系 統 。 表 2.1 LSF 及 SGE 比 較 表 LSF SGE 異 質 平 台 支 援 支 援 SUN、 Apple MacOS、HP、IBM AIX、 Linux、Windows、NEC SX-8、 SGI Irix 支 援 SUN、 Apple MacOS、HP、IBM AIX、 Linux、 Windows 產 品 支 援 Platform 專 門 24x7 支 援 提 供 技 術 資 料 庫 及 使 用 web 支 援 可 靠 度 和 容 錯 有 check-pointing， job failure 會 重 新 執 行 ， fail-over 時 保 證 0 downtime， 可 靠 度 和 容 錯 度 高 有 容 錯 能 力 且 可 靠 度 佳 規 模 大 小 目 前 已 超 過 2000 個 客 戶 使 用 ， 包 含 100 以 上 cluster， 200,000 顆 CPU， 500,000 active jobs 規 模 最 大 可 到 63,000 顆 CPU 報 表 使 用 LSF 本 身 提 供 的 accounting 來 收 集 資 料 ， 精 確 度 較 高 使 用 UNIX 提 供 的 accounting 來 收 集 資 料 價 格 價 格 昂 貴 ， 以 CPU 顆 數 來 計 算 有 免 費 版 及 Enterprise 版 本 ，

Enterprise 版 的 價 格 相 比 LSF 也 較 低 在 表 2.1 中 ， 我 們 從 下 述 六 個 角 度 出 發 去 判 斷 彼 此 的 優 劣 1. 異 質 平 台 支 援

LSF 支 援 的 作 業 平 台 包 含 支 援 SUN、Apple MacOS、HP、IBM AIX、 LINUX、 Windows（ 2000、 XP、 Vista、 2003、 2008）、 NEC SX-8、 SGI Irix 等 。

SGE 可 執 行 主 機 的 作 業 平 台 包 含 SUN、Apple MacOS、HP、IBM AIX、 Linux、Windows（ 2000、XP），但 Master 主 機 必 須 要 為 SUN 或 Linux。 2. 產 品 支 援 Platform 公 司 的 LSF 產 品，有 專 門 人 員 作 每 天 24 小 時 的 即 時 技 術 服 務 ， 也 有 web portal 提 供 服 務 。 SGE 則 提 供 技 術 資 料 庫 及 使 用 web 服 務 ， 但 沒 有 每 天 24 小 時 即 時 服 務 ， 所 以 不 一 定 可 立 即 解 決 使 用 者 的 問 題 。 3. 可 靠 度 和 容 錯

LSF 有 check-pointing， 若 job failure， 將 自 動 重 新 執 行 ， 且 若 主 機 fail-over 時 ， 保 證 0 downtime ， job 不 會 因 軟 硬 體 錯 誤 而 遺 失 ， 可 靠 度 和 容 錯 度 高 。

SGE 也 有 不 錯 的 容 錯 能 力 及 可 靠 度，但 偶 爾 會 有 job 執 行 失 敗 情 況 發 生 。

4. 規 模 大 小

LSF 目 前 已 超 過 2000 個 客 戶 使 用 ， 包 含 100 以 上 cluster， 200,000 顆 CPU， 500,000 active jobs。

SGE 其 規 模 最 大 可 管 理 到 63,000 顆 CPU。 5. 報 表

在 收 集 job 的 running 和 complete 資 料 中 ， LSF 使 用 本 身 提 供 的 accounting 系 統 ， 精 確 度 較 高 ， 且 報 表 能 力 強 ， 可 依 使 用 者 、 主 機 、 EDA license 的 使 用 等 條 件 ， 製 作 出 華 麗 的 報 表 。

SGE 則 使 用 UNIX 提 供 的 accounting 來 收 集 資 料，其 報 表 能 力 比 較 陽 春 。

6. 價 格

CPU 的 二 倍 ， 所 以 整 體 建 置 費 用 昂 貴 。

SGE 則 分 免 費 版 及 Enterprise 版，即 使 是 Enterprise 版，其 建 置 費 用 也 比 LSF 低 。 由 表 2.1 的 比 較 表 可 知 LSF 比 SGE 在 許 多 方 面 有 優 勢，功 能 性 較 SGE 強 大 ， 但 並 不 意 味 著 LSF 就 可 以 完 全 取 代 SGE。 何 況 ， 除 了 功 能 性 外 ， SGE 也 有 相 對 優 點 ， 比 如「 價 格 」： LSF 須 花 錢 購 買 ， 且 價 格 不 斐 ， 對 數 量 眾 多 的 主 機，整 體 建 置 費 用 較 為 昂 貴，而 SGE 有 免 費 版 及 Enterprise 版 本，只 要 些 許 花 費 與 客 製 化，就 能 達 到 類 似 效 能，僅 管 它 有 較 多 限 制。 而 且 隨 著 Linux 的 廣 泛 使 用 、 功 能 的 提 昇 、 報 表 功 能 的 加 強 、 EDA tool 的 support 等 多 項 功 能 提 升，近 年 來 SGE 的 市 佔 率 已 有 相 當 的 提 升，「 價 格 」 永 遠 是 企 業 的 主 要 考 量 之 一 。

2.2 UNIX 環 境 之 Load Sharing 系 統 的 缺 點

除 前 一 節 所 說 UNIX 環 境 之 缺 點 外 ， 我 們 亦 從 end-user 與 system administrator 這 兩 個 角 度 ， 分 析 其 使 用 上 的 缺 陷

1. End-user 方 面

（ 1） 現 有 Load Sharing [13, 26, 27] 系 統 中 ， 要 submit 的 job 必 須 為 batch job， 若 不 是 ， 則 無 法 使 用 此 Load Sharing 系 統 處 理 。 （ 2） 現 有 Load Sharing 系 統 會 限 制 在 某 些 作 業 平 台 上 才 有 支 援 。 （ 3） 使 用 者 只 能 掌 握 部 分 的 主 機 狀 態，無 法 全 面 掌 握 目 前 所 有 主 機 的 狀 態 。 （ 4） 需 要 資 源 監 控 系 統 提 供 立 即 的，且 更 為 詳 盡 的 主 機 資 源 使 用 狀 態 ， 包 含 每 顆 CPU 的 使 用 情 形 、 軟 體 版 本 ， 及 硬 體 Spec.等 ， 以 協 助 使 用 者 開 發 。 2. System administrator 方 面

（ 1）必 須 用 其 Load Sharing 管 理 系 統 的 方 法 或 指 令 來 submit job， 若 有 使 用 者 不 遵 照 規 則 ， 則 可 能 出 現 資 源 搶 佔 情 形 。

（ 2） 建 置 費 用 高 昂 ， 企 業 可 能 先 只 利 用 些 許 數 量 的 computing nodes 建 立 此 Load Sharing 系 統 。

（ 3） source code 不 開 放 或 有 限 制 ， 客 製 化 能 力 有 限 。 在 UNIX 環 境 中 ， 現 有 的 Load Sharing 系 統 皆 針 對 CPU 的

utilization 做 管 理 ， 對 於 電 腦 主 機 其 它 資 源 （ 如 ： Memory） 則 無 能 為 力，市 面 上 也 看 不 到 能 提 高 其 它 資 源 使 用 率 的 軟 體，鑒 於 以 上 的 種 種 缺 點 ， 我 們 將 提 供 一 個 工 具 來 解 決 上 述 的 問 題 。 這 一 工 具 除 了 保 障 現 有 Load Sharing 運 行 架 構 正 常 外 ， 它 也 讓 所 有 使 用 者 能 容 易 監 控 所 有 主 機 資 源 ，以 達 到 互 補 之 效 。換 句 話 說 ， 這 一 工 具 將 讓 使 用 者 輕 鬆 地 尋 找 可 利 用 之 主 機 來 執 行 ， 以 提 高 工 作 效 率 。

第 三 章 、 設 計 與 架 構

3.1 設 計 概 念 與 目 標

本 資 源 監 控 系 統 不 但 要 與 原 有 的 load sharing 系 統 達 到 互 補 之 效，而 且 最 好 還 能 給 所 有 人 員 使 用，並 非 侷 限 load sharing 使 用 人 員 ， 因 此 ， 考 慮 多 方 需 求 ， 我 們 對 其 使 用 者 展 開 意 見 調 查 ，希 望 資 源 監 控 系 統 能 提 供 哪 些 功 能 及 目 標 ， 以 下 為 調 查 結 果 ， 整 理 如 下 1. System Administrator 方 面 （ 1） 確 認 資 源 監 控 系 統 運 作 時 不 會 有 dead lock 現 象 。 （ 2） 確 認 資 源 監 系 統 運 作 時 不 會 當 機 。 （ 3） 需 有 良 好 的 使 用 性 ， 容 易 學 習 及 使 用 。 （ 4） 需 有 良 好 的 效 率 ， 能 快 速 的 提 供 資 訊 給 使 用 者 。 （ 5） 精 簡 空 間 的 使 用 ， 不 會 因 持 續 執 行 而 讓 使 用 空 間 成 長 。 （ 6） 錯 誤 發 生 後 的 回 復 能 力 ， 亦 即 若 系 統 有 非 預 期 的 因 素 而 中 斷 ， 需 能 快 速 回 復 服 務 。 （ 7） 可 再 次 使 用 性 ， 亦 即 容 易 移 植 ， 相 容 性 高 ， 且 維 護 容 易 。 （ 8） 若 新 增 主 機 時 ， 可 自 動 抓 取 新 主 機 之 所 有 Hardware spec.， 並 更 新 至 主 機 資 訊 檔 。 （ 9） 因 主 機 保 留 或 benchmark， 為 避 免 不 相 關 人 員 誤 選 ， 提 供 可 依 群 組 來 設 定 主 機 觀 看 權 限 ， 讓 相 關 之 群 組 人 員 才 可 看 到 該 主 機 。 2. End-User 方 面

（ 1） 提 供 所 有 主 機 之 各 項 資 源 使 用 資 訊 （ CPU、 memory、 swap、 users… ）及 軟 硬 體 資 訊（ OS、kernel version、memory size、 CPU Qty… ）。 （ 2）提 供 系 統 資 訊 即 時 更 新 及 定 時 更 新 功 能，定 時 更 新 時 間 為 每 60 秒 更 新 一 次 。 （ 3） 為 方 便 使 用 者 尋 找 主 機 ， 各 項 狀 態 區 的 欄 位 （ 如 主 機 名 稱 、 memory、 swap… 等 ） 可 依 升 /降 冪 排 列 。 （ 4） 因 所 提 供 的 主 機 資 訊 眾 多 ， 使 用 者 可 依 個 人 喜 好 ， 來 決 定 哪 些 資 訊 要 顯 示 。 （ 5） 為 避 免 畫 面 呈 現 過 寬 或 過 長 ， CPU 欄 位 可 依 個 人 喜 好 ， 來 設 定 每 列 要 顯 示 之 CPU 顆 數 。 （ 6） 所 有 主 機 狀 態 區 的 欄 位 可 依 個 人 喜 好 ， 來 設 定 其 顯 示 的 順 序 。 （ 7） 除 可 使 用 GUI 使 用 外 ， 亦 提 供 此 系 統 之 command-line mode，

可 將 資 源 監 控 系 統 的 資 訊 ， 以 文 字 方 式 ， 提 供 給 有 需 要 的 使 用 者 自 行 利 用 ， 並 提 供 help 說 明 。 （ 8） 為 簡 化 使 用 者 操 作 程 序 ， 使 用 者 在 決 定 好 要 使 用 的 主 機 後 ， 可 直 接 點 畫 面 中 選 該 主 機 名 稱 ， 將 連 至 該 主 機 並 開 啟 xterm， 即 可 開 始 作 業 。 （ 9） 因 主 機 隨 時 會 保 留 給 其 它 計 劃 使 用 ， 故 提 供 保 留 主 機 提 示 功 能 ， 以 減 少 其 它 使 用 者 搶 占 主 機 資 源 。

3.2 資 源 監 控 系 統 架 構

1. client-server model 在 網 路 上 使 用 應 用 程 式 時 有 一 個 共 同 的 機 制 ， 就 是 client-server model。 因 為 計 算 機 以 及 網 路 的 速 度 比 人 類 的 反 應 速 度 快 的 多 ， 在 二 台 機 器 間 如 果 想 要 建 立 聯 繫 ， 在 沒 有 一 方 處 於 等 待 的 情 況 下 ， 單 純 的 靠 剛 好 雙 方 一 起 連 結 的 機 率 進 乎 於 零 ， 所 以 必 需 有 一 方 在 啟 動 系 統 時 便 處 於 等 待 狀 態 ， 等 待 其 它 主 機 發 出 需 求 ， 並 在 接 到 需 求 後 給 予 回 應 ， 這 便 是 client-server model， 而 本 資 源 監 控 系 統 便 是 採 用 此 架 構 ， 如 圖 3.1 所 示 。 圖 3.1 資 源 監 控 系 統 架 構 圖 提 出 需 求 的 主 機 為 client 端，亦 即 在 本 系 統 裡，所 有 主 機 皆 為 RMS-client， 數 量 為 m， 而 回 應 需 求 的 主 機 則 為 RMS-server， 只 有 一 台 ， 而 有 使 用 者 （ 不 論 幾 人 ） 執 行 本 資 源 監 控 系 統 GUI 程 式 的 主 機 ， 稱 為 RMS-user， 數 量 為 n， 則 n <= m。

2. 建 置 環 境 在 執 行 EDA 軟 體 過 程 中 ， 需 長 時 間 執 行 ， 甚 至 有 些 少 數 job 執 行 時 間 可 達 數 星 期 之 久 ， 執 行 途 中 若 遇 當 機 ， 則 會 影 響 設 計 週 期 ， 故 業 界 在 執 行 EDA 軟 體 時 ， 多 採 用 在 較 穩 定 的 UNIX 系 統 環 境 上 作 業 。 本 建 置 環 境 也 以 UNIX 環 境 為 主 。 本 資 源 監 控 系 統 網 路 環 境 如 圖 3.2， 所 有 主 機 都 透 過 ethernet 網 路 連 接 ， 中 間 並 無 防 火 牆 阻 擋 ， 所 有 主 機 皆 為 UNIX 作 業 系 統 。 圖 3.2 網 路 環 境 結 構 圖 3. 程 式 結 構 本 資 源 監 控 系 統 程 式 建 構 於 UNIX 環 境 之 上 ， 其 結 構 圖 如 圖 3.3， 程 式 語 言 採 用 perl 搭 配 TK 撰 寫 而 成 ， 程 式 執 行 中 ， 我 們 只 讓 主 機 資 訊 檔 （ registry table） 更 新 儲 存 ， 其 餘 所 有 資 訊 皆 存 於 RMS-server 的 記 憶 體 中 。 這 麼 做 是 因 為 本 資 源 監 控 系 統 定 義 spec. 時 ， 其 中 更 新 主 機 資 源 使 用 資 訊 須 在 60 秒 內 。 為 了 達 成 目 標 ， 在 資 料 儲 存 時，要 儘 量 避 免 開 關 檔 的 動 作。如 此 一 來，即 使 RMS-client 數 量 愈 來 愈 多 ， 也 不 會 使 儲 存 設 備 的 loading 增 加 ， 導 致 執 行 速 度 降 低。另 外，目 前 傳 遞 資 訊 以 SNMP 或 socket 方 式 為 主，經 過 測 試 ， 在 安 裝 SNMP package 之 後 ， 有 些 作 業 系 統 會 有 問 題 ， 甚 至 造 成 無 法 正 常 開 機 ， 所 以 我 們 採 用 socket 方 式 [11]來 傳 遞 資 訊 。 圖 3.3 資 源 監 控 系 統 程 式 結 構 圖

3.3 使 用 者 介 面

為 了 簡 化 end-user 使 用 上 的 複 雜 度 ， 達 到 容 易 掌 控 所 有 主 機 系 統 資 源 狀 態，操 作 介 面 的 設 計 上 尤 為 重 要。我 們 的 工 具 介 面 具 有 下 述 特 點 1. 提 供 一 個 友 善 的 管 理 介 面 ， 讓 使 用 者 一 目 瞭 然 ， 容 易 上 手 。 2. 盡 量 減 少 或 消 除 一 些 重 複 的 步 驟 ， 以 簡 化 管 理 。 3. 讓 管 理 介 面 具 彈 性 能 力 ， 可 依 個 人 喜 好 調 整 及 設 定 顯 示 結 果 。 4. 管 理 系 統 可 隨 時 使 用 ， 並 可 長 時 間 提 供 服 務 ， 不 需 另 花 時 間 管 理 。 這 個 工 具 介 面 由 一 個 二 維 的 目 錄 （ 群 組 ， 工 具 ） 來 決 定 要 顯 示 的 訊 息 。

在 群 組 這 一 部 分 ， 它 包 含 六 個 群 組（ dms、 down、 mis、 queue、 rd、 reserve）， 每 一 個 主 群 組 會 包 括 一 系 列 基 本 次 群 組 ， 依 作 業 系 統 種 類 （ Solaris、 HP、 redhat） 及 memory 大 小 （ 24G 以 下 、 32G、 64G 以 上 ） 來 區 分 。

而 工 具 方 面，本 系 統 包 括 一 組 各 自 獨 立 的 工 具（ 訊 息 欄、現 在 時 間 、 View、 adminfo、 refer、 reload、 資 訊 更 新 倒 數 時 間 、 Exit）。

我 們 在 螢 幕 顯 示 的 訊 息 如 圖 3.4 所 示

圖 3.4 資 源 監 控 系 統 管 理 介 面 圖

1. 工 具 區 ： 置 於 第 一 列 ， 提 供 一 些 資 訊 及 設 定 ， 總 共 八 個 項 目 ， 說 明 如 下 ：

（ 1） 訊 息 欄 ： 當 游 標 點 選 群 組 或 移 至 主 機 狀 態 欄 之 欄 頭 時 ， 會 顯 示 簡 短 提 示 。

（ 2） 現 在 時 間 。

（ 3） View： 可 設 定 主 機 的 哪 些 資 訊 要 顯 示 ， 目 前 default顯 示 6個 欄 位 值 ， 包 含 主 機 名 稱 、 各 CPU使 用 狀 態 、 目 前 使 用 者 人 數 、 每 5, 10, 15分 鐘 之 load average值 、 memory之 使 用 狀 態 （ used/available）、 保 留 主 機 給 計 劃 使 用 （ project name/deadline）。

（ 4） adminfo： 顯 示 各 project的 開 始 日 期 及 結 束 日 期 。

（ 5） refer： 包 含 四 項 ， 第 一 項 為 linux作 業 系 統 版 本 及 EDA軟 體 之 間 ， 搭 配 的 測 試 結 果 ， 第 二 項 為 linux作 業 系 統 版 本 及 公 司 開 發 的 應 用 程 式 ， 其 搭 配 的 測 試 結 果 ， 第 三 項 為 本 系 統 功 能 及 操 作 說 明 ， 第 四 項 為 mark的 簡 寫 符 號 說 明 。 （ 6） reload： 立 即 更 新 主 機 狀 態 資 訊 。 （ 7） 資 訊 更 新 倒 數 時 間 ： 資 源 監 控 系 統 每 60秒 鐘 主 動 更 新 資 訊 一 次 ， 這 裡 顯 示 更 新 資 訊 之 倒 數 秒 數 。 （ 8） exit： 離 開 程 式 。 2. 群 組 區 ： 置 於 左 邊 的 方 塊 （ 欄 ） 中 。 我 們 資 源 監 控 系 統 有 主 群 組 及 次 群 組 ， 以 所 有 主 機 功 能 及 規 格 來 分 類 。 分 類 如 下 （ 1） 主 群 組 ： 以 功 能 性 分 組 ， 可 分 為 ① dms： 給 非 RD人 員 使 用 ， 例 如 layout人 員 。 ② down： 已 當 機 或 無 法 提 供 服 務 的 主 機 。

③ mis： 給 mis人 員 使 用 ， 可 benchmark主 機 或 提 供 某 些 專 門 服 務 。

④ queue： 專 門 跑 load sharing的 主 機 ， 例 如 LSF或 SGE。 ⑤ rd： 給 rd人 員 使 用 。

⑥ reserve： 保 留 給 特 殊 需 求 的 人 員 使 用 ， 例 如 趕 tape-out。 （ 2） 次 群 組 ： 以 作 業 系 統 、 Memory或 特 殊 用 途 來 分 類 ， 可 分 為

① 作 業 系 統 ： HP、 Solaris、 Linux（ redhat）。 ② memory： 24GB以 下 、 32GB、 64GB及 以 上 。 ③ 特 殊 用 途 ： 專 門 給 某 一 個 project或 提 供 某 種 服 務 之 用 ， 例 如 版 本 控 制 服 務 。 當 主 群 組 被 點 到 之 後 ， 其 次 群 組 即 被 展 開 ， 如 圖 3.3所 示 ， dms 被 點 開 之 後 ， 其 內 部 8個 次 群 組 顯 示 出 來 。 當 使 用 者 點 到 一 次 群 組 時 ， 該 次 群 組 的 label就 變 成 黃 色 ， 同 時 右 邊 主 機 狀 態 區 方 塊 會 顯

示 此 次 群 組 的 訊 息 。 3. 主 機 狀 態 區 ： 右 邊 的 方 塊 （ 紅 色 線 包 圍 ） 區 ， 顯 示 根 據 view 選 擇 的 主 機 資 源 使 用 狀 態 。 圖 3.4 的 例 子 是 我 們 在 view 設 定 的 default 選 項 。 本 區 第 一 列 主 要 顯 示 資 訊 的 名 稱。圖 3.4 顯 示（ HOST、CPU、USERS、LOAD AVERAGE、 MEM、 RESERVE）， 而 第 二 列 以 後 ， 則 依 欄 位 顯 示 在 該 次 群 組 之 各 主 機 的 狀 態 值 。 這 個 顯 示 資 訊 有 三 個 較 特 別 的 地 方 （ 1） 為 了 方 便 使 用 者 尋 找 想 要 的 主 機，我 們 提 供 了 讓 所 有 欄 位 都 可 進 行 排 序 的 功 能 。 其 模 式 如 下 ， 在 第 一 列 的 欄 位 點 選 時 ， 資 源 監 控 系 統 將 以 此 欄 位 為 第 一 key 值，而 以 上 次 所 選 的 欄 位 為 第 二 key 值 進 行 排 序，重 複 點 選 時，則 反 覆 進 行 升 /降 冪 的 排 序 。 （ 2） 在 使 用 者 找 到 可 用 主 機 後，為 簡 化 使 用 者 的 操 作 程 序，有 提 供 自 動 連 線 功 能 ； 亦 即 在 資 源 監 控 系 統 HOST 欄 位 中 ， 使 用 者 點 選 欄 位 下 方 之 主 機 名 稱 後 ， 可 連 線 至 此 該 主 機 並 開 啟 xterm， 即 可 開 始 作 業 。

（ 3） 因 現 在 主 機 的 CPU 顆 數 不 一，由 1 顆 CPU 到 8 顆 CPU 皆 有，為 了 讓 顯 示 畫 面 不 會 因 CPU 欄 位 顯 示 過 寬 或 過 長，使 用 者 在 第 一 列 的 CPU 欄 位 點 選 “ 滑 鼠 右 鍵〝 時，螢 幕 會 出 現 一 小 視 窗 以 調 整 要 顯 示 之 CPU 列 數，亦 即 多 少 顆 為 一 列 顯 示，超 過 則 為 下 一 列 。 因 此 ， 資 源 監 控 系 統 操 作 介 面 非 常 直 覺 ， 容 易 使 用 ， 即 使 是 新 手 也 沒 有 適 應 問 題 ， 另 外 ， 我 們 還 提 供 help 功 能 ， 裡 面 有 更 詳 細 的 使 用 說 明 給 使 用 者 。

3.4 資 源 監 控 系 統 設 計 方 式

為 了 讓 資 源 監 控 系 統 能 從 所 有 主 機 上 收 集 資 訊 ， 並 將 這 些 資 訊 傳 遞 給 使 用 者 ， 我 們 根 據（ server/client/user）分 別 設 定 了 其 相 對 應 的 角 色 來 負 責 各 自 對 應 的 任 務 ， 下 面 依 序 說 明 其 功 能 1. RMS-Server： 此 主 機 會 執 行 三 支 獨 立 運 作 的 程 式 （ 1） RMS-Server Process：

在 資 源 監 控 系 統 開 始 時 ， 先 執 行 RMS-Server Process， 此 process 會 呼 叫 另 外 二 支 process（ Client_Invoke Process 和 Registry_Update Process）， 並 且 負 責 功 能 有 二 ① 接 收 RMS-Client所 傳 來 的 現 在 主 機 資 源 使 用 資 訊 。 ② 若 有 RMS-User 發 出 需 求 ， 則 此 process 會 把 所 有 主 機 資 源 使 用 資 訊 傳 給 RMS-User， 如 圖 3.5 和 3.6 所 示 。 （ 2） Client_Invoke process： Client_Invoke Process 被 啟 動 後 ， 負 責 的 功 能 有 二 ① 會 根 據 主 機 資 訊 檔 （ Registry Table） 的 資 料 ， 在 設 定 的 所 有 主 機 上 啟 動 RMS-Client Process。 ② 定 時 向 RMS-Server 要 現 在 正 常 的 主 機 資 源 使 用 資 訊 ， 並 比 對 主 機 資 訊 檔 的 所 有 主 機，以 找 出 哪 些 主 機 未 啟 動 RMS-Client Process， 並 將 它 重 啟 。 （ 3） Registry_Update Process： Registry_Update Process 被 啟 動 後 ， 負 責 定 時 檢 查 主 機 資 訊 檔 （ Registry Table） 是 否 有 更 新 ， 若 有 新 增 主 機 ， 則 會 半 自 動 抓 取 新 主 機 之 Hardware Spec.， 並 更 新 至 主 機 資 訊 檔 。 圖 3.5 資 源 監 控 系 統 執 行 流 程 圖 1

圖 3.6 資 源 監 控 系 統 執 行 流 程 圖 2 2. RMS-Client

RMS-Client Process 在 被 Client_Invoke Process 喚 起 後 ， 主 要 負 責 定 時 將 該 主 機 的 資 源 使 用 狀 態 回 報 給 RMS-Server，所 以 每 一 台 主 機 都 會 有 這 樣 一 支 固 定 的 RMS-Client Process 來 負 責 此 事 ， 換 句 話 說 ， 所 有 的 主 機 皆 為 RMS-Client。

3. RMS-User

基 本 上 ， 所 有 主 機 皆 為 RMS-Client， 而 有 使 用 者 在 某 一 主 機 上 執 行 Resource Indicator Program（ RIP） 時 ， 則 該 執 行 主 機 則 稱 為 RMS-User。其 負 責 的 功 能 是 將 最 新 的 主 機 資 源 使 用 狀 態，依 使 用 者 的 設 定 ， 呈 現 於 管 理 介 面 上 ； 並 定 時 向 RMS-Server 要 求 最 新 的 資 源 使 用 資 訊 ， 更 新 於 它 的 使 用 者 畫 面 上 ， 如 圖 3.4。

3.5 程 式 流 程 圖

1. RMS-Server 將 包 含 三 支 process，（ 1） RMS-Server Process （ 2） Registry_Update Process （ 3） Client_Invoke Process， 而 要 啟 動 整 個 資 源 監 控 系 統 的 源 頭 RMS-Server Process， 我 們 在 RMS-Server 主 機 上 設 定 一 個 cron job， 並 且 每 5 分 鐘 執 行 一 次 RMS-Server Process， 以 下 依 序 說 明 其 流 程 圖

（ 1） RMS-Server Process 流 程 圖：負 責 處 理 RMS-Client / RMS-User 的 需 求

圖 3.7 RMS-Server Process 流 程 圖

（ 2） Registry_Update Process 流 程 圖 ： 負 責 抓 取 新 增 主 機 之 H/W Spec.

（ 3） Client_Invoke Process 流 程 圖 ： 負 責 喚 起 RMS-Client Process

圖 3.9 Client_Invoke Process 流 程 圖

2. RMS-Client 只 有 一 支 RMS-Client Process， 主 要 負 責 把 主 機 資 源 使 用 狀 態 定 時 回 報 給 RMS-Server， 其 流 程 圖 如 下

3. RMS-User 則 有 一 支 Resource_Indicator Program（ RIP）， 功 能 為 以 GUI 或 command-line mode 方 式 ， 將 資 訊 呈 現 給 使 用 者 ， 其 流 程 圖 如 下 ： 其 中 以 引 數 來 判 斷 的 呈 現 方 式 是 以 command-line mode 或 是 GUI 方 式

第 四 章 、 實 作

4.1 開 發 環 境 需 求

1. 作 業 系 統 ： CentOS 4.7 2. 軟 體 ： perl 5.8.8 3. 安 裝 工 具 ： Tk-804.028 Tk-MK-0.17 rxvt-2.6.4

4.2 實 作 結 果

根 據 第 三 章 所 定 義 的 規 格 ， 我 們 成 功 實 作 出 本 資 源 監 控 系 統 ， RMS-Server 啟 動 Registry_Update Process 及 Client_Invoke

Process， 並 處 理 RMS-Client 和 RMS-User 的 需 求 ； RMS-Client 則 把 主 機 現 在 的 資 源 使 用 狀 態 ， 定 時 回 報 給 RMS-Server； 最 後 ， RMS-User 則 可 執 行 Resource Indicator Program（ RIP） 來 檢 視 所 有 主 機 的 資 源 使 用 狀 態 ； 定 義 的 各 角 色 都 按 照 其 所 設 定 的 功 能 來 運 作 。

1. 群 組 區

資 源 監 控 系 統 群 組 區 包 含 主 群 組 及 次 群 組，主 群 組 以 功 能 性 來 分 組 ， 分 別 為 dms、 down、 mis、 queue、 rd、 reserve 等 ； 次 群 組 以 作 業 系 統 、 Memory（ 24GB 以 下 、 32GB、 64GB 及 以 上 ） 或 特 殊 用 途 來 分 類 ， 結 果 如 圖 4.1 所 示

圖 4.1 資 源 監 控 系 統 群 組 圖 2. 工 具 區 （ 1） View 功 能 如 圖 4.2 上 方 黃 色 區 塊 所 示，點 選 此「 View」按 鈕 可 設 定「 主 機 狀 態 區 」 的 欄 位 ， 當 按 下 （ 選 上 ）「 View」 按 鈕 時 ， 其 設 定 視 窗 如 圖 4.3 所 示 ， 左 邊 藍 色 區 域 為 所 有 可 顯 示 的 項 目 ， 右 邊 紅 色 區 域 則 是 已 選 定 的 項 目 ， 並 且 可 調 整 顯 示 的 順 序 。 以 圖 4.3 為 例 ， 其 結 果 如 圖 4.2。 圖 4.2 資 源 監 控 系 統 工 具 區 圖

圖 4.3 資 源 監 控 系 統 View 設 定 圖 （ 2） adminfo 功 能

應 end-user 的 要 求 ， 我 們 提 供 adminfo 功 能 。 如 圖 4.2 之 綠 色 區 塊 所 示 之「 adminfo」按 鈕，當 end-user 按 下「 adminfo」 按 鈕 時 ， 此 功 能 可 顯 示 現 在 執 行 中 的 計 劃 有 哪 些 ， 其 開 始 和 結 束 的 日 期 等 ， 如 圖 4.4 所 示 圖 4.4 資 源 監 控 系 統 adminfo 功 能 圖 （ 3） refer 功 能 如 圖 4.2 紅 色 區 塊 所 示 之 「 refer」 按 鈕 ， 當 按 下 「 refer」 按 鈕 之 後 ， 會 出 現 四 個 選 項 ， 第 一 項 為 linux 作 業 系 統 版 本 及 EDA 軟 體 間 ， 搭 配 的 測 試 結 果 ， 如 圖 4.5， 第 二 項 為 linux 作 業 系 統 版 本 及 公 司 開 發 的 應 用 程 式 ， 其 搭 配 的 測 試 結 果 ， 如 圖 4.6，第 三 項 為 本 系 統 功 能 及 操 作 說 明，如 圖 4.7，第 四 項 為 mark 的 簡 寫 符 號 說 明 ， 如 圖 4.8。 其 中 第 一 、 二 項 對 end-user 來 說 最 為 重 要 ， 因 作 業 環 境 中 有 許 多 種 的 O.S，而 執 行 的 EDA 工 具 不 但 種 類 繁 多，而 且 時 常 更

新 ， 故 有 許 多 種 版 本 ， 所 以 O.S 和 EDA 的 搭 配 很 重 要 ， 若 版 本 不 符 合 ， 可 能 執 行 失 敗 ， 徒 然 浪 費 開 發 時 間 。

圖 4.5 OS 及 EDA 測 試 結 果 圖

圖 4.6 OS 及 Utility 測 試 結 果 圖

圖 4.8 資 源 監 控 系 統 mark 說 明 圖 （ 4） 即 時 和 定 時 更 新 如 圖 4.2 藍 色 區 域 所 示，資 源 監 控 系 統 提 供 即 時 和 定 時 的 資 訊 更 新 ， 左 邊 的 「 reload」 鈕 為 即 時 更 新 ， 點 選 時 ， 資 源 監 控 系 統 會 立 即 和 RMS-Server 要 最 新 的 主 機 資 源 使 用 資 訊，並 顯 示 於 螢 幕 上 ， 而 右 邊 的 秒 數 倒 數 顯 示 ， 則 為 定 時 更 新 ， 資 源 監 控 系 統 會 定 時 每 60 秒 更 新 一 次 。 3. 主 機 狀 態 區 （ 1） 排 序 功 能 如 圖 4.9 藍 色 區 域 所 示 ， 當 end-user 點 選 此 區 域 任 一 欄 頭 時，則 會 依 所 選 擇 的 欄 位 為 key 值，進 行 排 序；若 重 覆 點 選 時 ， 則 反 覆 進 行 升 /降 冪 排 序 。 圖 4.9 資 源 監 控 系 統 主 機 狀 態 區 圖

（ 2） CPU 顆 數 顯 示 設 定 如 圖 4.9 紅 色 區 域 所 示 ， 當 end-user 在 CPU 欄 頭 按 滑 鼠 右 鍵 時 ， 其 設 定 視 窗 如 圖 4.10， 此 功 能 可 依 個 人 喜 好 設 定 每 列 要 顯 示 的 CPU 顆 數 ， 以 避 免 畫 面 顯 示 過 寬 或 過 長 。 圖 4.10 資 源 監 控 系 統 CPU 顆 數 設 定 圖 （ 3） 自 動 登 入 並 開 啟 視 窗 如 圖 4.9 綠 色 區 域 所 示，當 end-user 在 選 定 的「 主 機 名 稱 」 點 選 時 ，可 連 至 該 主 機 並 開 啟 xtem 視 窗 來 進 行 作 業，此 功 能 為 簡 化 使 用 者 操 作 程 序 。

4.3 資 源 監 控 系 統 的 品 質

1. Usability 一 般 而 言 usability 是 根 據 end-user 的 使 用 經 驗 來 決 定 好 壞 。 這 裡 我 們 根 據 1） Easy learning 2） Memorability 3） level of automations 來 說 明 本 系 統 較 高 的 usability。 （ 1） Easy learning 本 資 源 監 控 系 統 非 常 直 覺 且 友 善 的，所 以 不 需 要 特 別 經 過 訓 練 ， 也 不 需 要 非 常 有 經 驗 的 使 用 者 才 可 執 行 ， 即 使 是 新 手 ， 從 未 使 用 過 類 似 的 軟 體 ， 也 能 立 即 上 手 。 另 外 ， 資 源 監 控 系 統 還 提 供 help 使 用 說 明 ， 若 要 詳 細 了 解 所 有 功 能 則 可 點 選 此 鈕 ， 從 開 始 到 完 全 了 解 本 系 統 ， 只 需 五 分 鐘 即 可 。 （ 2） Memorability 因 使 用 者 需 掌 握 所 有 主 機 狀 態，以 方 便 作 業，在 執 行 此 資 源 監 控 系 統 時 ， 只 需 一 個 指 令 ， 操 作 簡 單 ， 容 易 記 ， 重 複 使 用 率 非 常 高 ， 不 需 重 新 學 習 ； 使 用 此 資 源 監 控 系 統 的 end-user， 習

慣 固 定 開 啟 它 ， 並 放 置 桌 面 ， 不 再 關 閉 。 （3）level of automations 在 system administrator 方 面 ， 此 資 源 監 控 系 統 只 需 執 行 一 個 指 令 即 可 啟 動 ， 之 後 便 可 提 供 服 務 ， 完 全 自 動 化 收 集 並 更 新 資 訊 。 而 在 新 增 主 機 時 ， 也 只 需 提 供 基 本 名 稱 及 群 組 設 定 ， 即 可 自 動 抓 取 其 它 資 訊 ， 管 理 上 非 常 方 便 。 在 end-user 方 面 ， 只 需 一 個 指 令 即 可 開 啟 ， 主 機 資 訊 將 會 自 動 更 新 ， 完 全 自 動 化 ， 除 了 在 設 定 個 人 喜 好 外 ， 其 餘 均 不 需 動 手 ， 操 作 上 非 常 簡 單 ， 不 需 進 行 教 育 訓 練 。 2. 容 錯 此 項 功 能 在 系 統 遇 到 非 預 期 中 執 行 失 敗 的 時 候 ， 能 儘 快 的 或 不 中 斷 的 回 復 並 提 供 服 務 ， 以 下 將 對 錯 誤 回 復 能 力 加 以 說 明 （ 1） RMS-Server 為 避 免 此 程 式 被 誤 砍 而 沒 有 提 供 服 務 ， 故 在 RMS-Server 的 主 機 上 ， 會 設 定 一 個 cron job， 此 job 每 五 分 鐘 會 執 行 一 次 RMS-Server 的 程 式，而 執 行 此 程 式 時，會 先 檢 查 是 否 重 複 執 行， 若 未 執 行 ， 則 會 啟 動 它 ， 反 之 ， 則 跳 過 。

（ 2） RMS-Client

在 RMS-Client 檢 查 方 面 ， 則 由 Client_Invoke Process 來 負 責 檢 查 RMS-Client Process 是 否 已 執 行 ； 而 Client_Invoke Process 在 RMS-Server Process 啟 動 時 ， 便 立 即 被 喚 起 ， 以 專 門 檢 查 所 有 RMS-Client 的 process 是 否 已 執 行，它 每 五 分 鐘 執 行 一 次 檢 查 ， 因 此 ， 若 RMS-Client 的 process 被 誤 砍 ， 它 會 invoke RMS-Client 的 process。

（ 3） RMS-User RMS-User 有 一 支 獨 立 的 應 用 程 式 （ RIP）， 功 能 主 要 為 監 控 所 有 主 機 的 資 源 使 用 狀 態 ， 若 程 式 呈 僵 屍 狀 態 ， 並 不 影 響 他 人 或 整 個 資 源 監 控 系 統 的 運 作 ， 只 需 重 新 下 個 指 令 再 開 啟 即 可 ， 而 新 開 啟 的 程 式 一 開 始 便 會 檢 查 舊 有 程 式 是 否 存 在 ， 若 有 ， 則 會 一 併 刪 除 ， 避 免 多 重 開 啟 程 式 。 （ 4） dead lock

在 資 源 監 控 系 統 所 用 到 的 資 源 方 面，共 用 的 資 源 只 有 儲 存 設 備 ； 因 原 先 在 設 計 時 ， 就 刻 意 避 免 開 關 檔 的 動 作 ， 只 有 主 機 資 訊 檔 需 要 儲 存 ， 而 此 部 分 也 只 有 RMS-Server會 用 到 ， 所 以 並 無 資 源 搶 占 情 形 ， 也 不 會 有 dead lock現 象 。 （ 5） 當 機 資 源 監 控 系 統 在 運 作 時 ， 會 執 行 一 些 程 式 （ 例 RMS-Server Process、 RMS-Client Process、 Client_Invoke Process、 Registry_Update Process… 等 ）， 而 這 些 process都 有 各 自 的 檢 查 機 制，若 程 式 被 誤 砍，會 自 動 重 啟，所 以 不 會 影 響 程 式 運 作 。 此 外，這 些 程 式 執 行 時 所 需 的 memory很 小，不 會 隨 時 間 而 增 加 memory使 用 量 ， 可 長 時 間 服 務 。 因 係 獨 立 系 統 ， 所 以 不 會 妨 礙 機 器 正 常 運 作 。 而 在 停 機 維 護 過 後 ， 重 新 啟 動 資 源 監 控 系 統 時 ， 也 非 常 簡 單 ， 只 需 執 行 一 個 指 令 即 可 恢 復 。 3. Efficiency 一 個 系 統 的 efficiency 評 估 應 該 含 有 時 間 和 空 間，亦 即 包 含 系 統 執 行 速 度 和 使 用 的 空 間 ， 以 下 依 序 說 明 （ 1） processing time 執 行 時 間 主 要 dependent on 主 機 速 度 ， 經 過 測 試 ， 在 第 一 次 開 啟 資 源 監 控 系 統 時，在 約 200 台 linux 主 機 上，CPU 速 度 在 2~3GHz 的 測 試 結 果 ， 約 花 1.8 秒 的 時 間 。 而 在 以 後 的 定 時 資 訊 更 新 時 間 裡 ， 處 理 的 時 間 更 少 ， 約 花 0.5 秒 即 可 ， 主 要 在 資 訊 傳 遞 及 圖 形 重 繪 ， 其 CPU loading 非 常 輕 ， 故 整 體 執 行 效 能 非 常 好 。 （ 2） Space 對 於 本 資 源 監 控 系 統 的 空 間 需 求 說 明 如 下 ① 資 源 監 控 系 統 程 式 本 資 源 監 控 系 統 的 所 有 程 式 及 相 關 設 定 檔 其 佔 用 的 空 間 在 1MB 內 ， 只 要 設 定 auto-mount， 讓 所 有 主 機 皆 能 讀 取 執 行 此 程 式 即 可 。 ② log 儲 存 因 採 用 socket 的 方 式 ， 讓 資 源 監 控 系 統 不 存 放 任 何 log， 所 有 資 訊 均 儲 存 於 記 憶 體 ， 所 以 不 需 硬 體 儲 存 空 間 ，

而 執 行 時 所 需 的 memory， 也 只 有 幾 mb 而 已 。 4. Reusability 對 於 資 源 監 控 系 統 的 resuability 包 含 以 下 說 明 （ 1） Portability 資 源 監 控 系 統 非 常 容 易 移 植，只 需 將 系 統 相 關 程 式 複 製 到 新 Unix/Linux 系 統 上 ， 並 設 定 主 機 資 訊 檔 及 主 機 間 的 執 行 權 限 ， 即 可 開 始 運 作 ， 因 資 源 監 控 系 統 與 其 它 程 式 間 並 無 相 依 性 問 題 ， 可 避 免 程 式 相 互 干 擾 ， 所 以 方 便 管 理 及 維 護 。 （ 2） Compatibility 資 源 監 控 系 統 可 安 裝 在 任 何 SUN、 HP、 Linux 主 機 上 ， 相 容 性 高，但 並 不 適 用 於 windows、MacOs 等 其 它 作 業 系 統。使 用 上 ， 建 議 SUN 使 用 solaris 5.8 以 上，HP 則 為 11.x 以 上，而 Linux 則 使 用 kernel 2.6 以 上 較 佳 。 （ 3） Extensibility 因 本 資 源 監 控 系 統 之 程 式 主 體 架 構 明 確 ， 程 式 內 容 均 模 組 化，並 且 精 簡。若 欲 新 增 功 能，或 者 修 改 使 用 介 面 都 非 常 容 易 ， 具 彈 性 ， 本 資 源 監 控 系 統 維 護 上 不 複 雜 ， 即 使 交 由 其 它 管 理 者 維 護 也 不 困 難 。

第 五 章 、 結 論 及 未 來 方 向

5.1 結 論

在 本 文 中 ， 我 們 已 詳 細 說 明 並 且 圖 示 此 資 源 監 控 系 統 的 設 計 架 構 及 運 作 方 法 ， 透 過 角 色 的 定 義 ， 讓 各 個 process 負 責 各 自 的 功 能 ，來 掌 控 所 有 運 算 系 統 的 資 源 ，再 把 資 訊 提 供 給 使 用 者 。 依 照 規 格 定 義 ，我 們 實 作 出 一 功 能 良 好 ， 且 效 能 佳 的 資 源 監 控 系 統 ， RMS-Client 可 定 時 的 回 報 主 機 資 源 使 用 狀 態 給 RMS-Server， 而 良 好 的 使 用 者 介 面 ， 可 定 時 /即 時 地 從 RMS-Server 取 得 所 有 主 機 資 源 使 用 狀 態 ， 讓 即 使 是 職 場 新 手 也 能 快 速 上 手 ， 一 覽 無 遺 的 掌 控 所 有 資 源 ， 也 可 根 據 工 作 所 需 ， 快 速 的 找 到 可 利 用 的 主 機 來 作 業 ， 善 用 主 機 資 源 ， 使 用 上 沒 有 限 制 。 在 本 次 實 作 中 ， 為 了 讓 所 有 end-user 都 能 使 用 本 系 統 ， 我 們 也 和 各 方 面 的 使 用 者 進 行 討 論 ， 包 含 designer、 layout 人 員 和 其 它 使 用 人 員 （ 如 mis、 客 戶 ）， 功 能 上 盡 可 能 達 到 各 方 所 需 ， 故 群 組 的 規 劃 和 資 訊 結 果 的 呈 現 等 ， 都 是 討 論 後 所 得 的 結 果 ， 所 以 ， 在 系 統 完 成 上 線 後 ， 確 實 解 決 使 用 者 尋 找 主 機 的 問 題，提 昇 主 機 使 用 率，最 終 得 到 大 家 的 認 同 及 贊 賞 。

此 系 統 為 獨 立 運 作，若 再 搭 配 原 有 之 LSF 或 SUN Grid Engine 系 統 ， 不 但 不 會 浪 費 之 前 的 建 置 費 用，還 可 讓 主 機 使 用 率 提 昇，達 到 互 補 的 作 用 。

5.2 未 來 方 向

目 前 提 供 的 資 源 監 控 系 統 可 清 楚 顯 示 所 有 主 機 的 資 源 使 用 狀 態 ， 有 效 地 提 昇 主 機 的 使 用 率，但 隨 著 時 間 的 過 去，作 業 環 境 及 使 用 習 慣 的 改 變 ， 有 以 下 五 點 可 進 行 改 善 ， 使 用 介 面 更 為 友 善 1. 使 用 multicast 方 法 當 初 在 設 計 建 置 初 期，考 慮 當 時 的 使 用 者 習 慣，因 SUN 工 作 站 性 能 較 穩 定 ， 大 部 分 使 用 者 只 在 SUN 主 機 登 入 ， 故 會 在 此 主 機 上 執 行 此 資 源 監 控 系 統 ， 而 其 它 主 機 執 行 的 可 能 性 及 次 數 較 少 ， 因 此 資 源 監 控 系 統 採 用 socket 方 式 來 做 資 訊 的 交 換；但 時 過 境 遷，隨 著 Linux 系 統 的 速 度 及 穩 定 性 大 幅 增 加 ， 及 資 源 監 控 系 統 的 大 量 使 用 ， 現 在

主 機 loading 已 大 為 分 散 了 ， 使 用 者 也 不 在 侷 限 在 某 些 特 定 系 統 上 登 入 ， 所 以 期 望 在 下 一 版 的 管 理 系 統 可 改 用 multicast 的 方 式 來 改 進 ， 可 提 高 效 能 。

2. 使 用 流 量 分 析 工 具

可 考 量 系 統 可 搭 配 流 量 分 析 工 具 ， 如 ： MRTG， 來 觀 看 所 有 主 機 之 CPU、 Memory 的 歷 史 使 用 狀 態 ， 由 此 可 分 析 主 機 使 用 的 loading， 進 而 評 估 因 業 務 成 長 ， 主 機 資 源 何 時 進 入 高 峰 期 ， 以 便 事 前 添 購 運 算 主 機 或 memory 較 大 的 主 機。然 而，要 注 意 的 是，因 需 記 錄 log 資 訊 ， 會 產 生 開 關 檔 的 動 作 ， 更 可 能 大 幅 度 的 拖 慢 執 行 速 度 ， 若 再 加 上 設 計 方 法 不 良 ， 甚 至 可 能 會 來 不 及 在 60 秒 內 更 新 的 情 況 發 生 ， 且 log 資 訊 會 愈 來 愈 多 ， 則 會 影 響 現 有 執 行 效 率 及 使 用 空 間 ， 故 需 加 以 評 估 。 3. 新 增 filter 功 能 目 前 此 資 源 監 控 系 統 已 有 排 序 功 能 ， 但 可 再 新 增 filter 功 能 ， 讓 使 用 者 可 針 對 想 要 的 條 件 來 尋 找 主 機 ， 例 如 查 詢 CPU 速 度 在 多 少 Hz 以 上 ? Memory 在 多 少 GB 以 上 ? kernel 的 版 本 多 少 ? 要 執 行 某 個 EDA tool 時 ， 建 議 的 主 機 有 哪 些 ? 等 諸 如 此 類 條 件 的 設 定 ， 以 快 速 尋 找 符 合 條 件 之 主 機 。 4. Failover 功 能 雖 然 此 資 源 監 控 系 統 在 migration 時，設 定 相 當 容 易，但 仍 不 俱 有 failover 功 能 ， 未 來 可 新 增 failover 功 能 ， 讓 資 源 監 控 系 統 在 server 有 問 題 時 ， 可 自 動 的 尋 找 適 當 的 主 機 來 接 手 ， 以 正 常 提 供 服 務 ， 讓 自 動 化 更 為 完 善 。 5. 其 它 程 式 語 言 設 計

目 前 資 源 監 控 系 統 採 用 perl 來 撰 寫 ， 未 來 可 考 慮 以 Java、 web 或 flash 方 式 來 設 計 ， 讓 使 用 者 介 面 更 方 便 使 用 ， 唯 要 評 估 其 執 行 效 能 是 否 符 合 預 期 。

參 考 文 獻

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