【分布式理论15】分布式调度1：分布式资源调度的由来与过程

本文主要讨论主题：

1. 从操作系统到分布式系统，资源调度的复杂性随着计算需求的增长而不断增加。操作系统的进程调度关注单台机器的任务执行，而分布式系统的资源调度则需要考虑多台机器、多种计算任务以及任务与资源之间的灵活匹配。
2. 通过引入资源调度器，分布式系统可以实现更高效、更灵活的资源管理与任务调度，使得计算任务能够在更大规模的集群中平稳运行。而动态资源分配，不仅提高了资源的利用率，还为系统的扩展性、弹性和可维护性提供了保障。

 

一、操作系统的资源调度：从单核到多核

在操作系统中，资源调度的基本单位是进程。当计算任务较少，且只有一个CPU时，操作系统只能一次处理一个任务。在这种情况下，操作系统依赖进程调度算法来控制计算任务的顺序。最初的调度方式是 时间片轮转，即将CPU的使用时间划分为小片段，多个计算任务交替执行，从而使得每个任务都有机会“看起来”像是独占CPU。

随着计算需求的增加，单核CPU无法满足大量计算任务的需求，于是多核CPU应运而生。与单核不同，多核CPU可以同时执行多个任务，操作系统需要更为复杂的调度算法来协调这些核之间的工作。

 

二、 分布式系统的资源调度：从单台服务器到集群

分布式系统则是对传统操作系统调度的“扩展”。通过水平扩展，多个服务器通过网络连接起来，共同处理更高并发的计算任务。这就引出了如何在多个服务器之间有效地调度资源的问题。在传统的操作系统中，调度的是单台机器上的资源（如CPU、内存），而在分布式系统中，需要调度的资源包括了多个节点上的 CPU、内存、硬盘、网络等资源。

 

三、 固定资源映射

在分布式系统中，静态资源分配是最简单的资源管理方式。静态分配将计算任务与资源节点绑定，即每个计算任务都有固定的资源节点执行。例如，在一个资源集群中，我们可以把Sp