[發明專利]一種大規模云數據中心中服務器節能方法

有效

• 申請號: 201310584371.4
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN103616945B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 于輝;劉俊朋;李新虎
• 申請（專利權）人: 浪潮電子信息產業股份有限公司
• 主分類號: G06F1/32
• 分類號: G06F1/32;G06N3/02;H04L29/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及云計算操作系統中的管理監控模塊，具體涉及一種云數據中心節能方法及裝置。

技術背景

當前，云計算逐漸被行業認可，云數據中心操作系統逐漸實現并付諸于實踐，在社會生產和生活領域中起到越來越重要的作用。基于云計算操作系統構建的大規模云數據中心中設備數量龐大，監控管理過程復雜，如何有效的實現云數據中心的高效節能是一個值得研究的問題。

目前大多數節能策略在設置時僅僅考慮溫度觸發或是功率觸發，沒有對服務器的實時負載信息如CPU、內存、網絡帶寬、磁盤IO等進行綜合分析與考慮，策略設置單一，存在著節能效果不好，系統整體功耗偏高的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為了保證云數據中心服務器組的高效節能，本發明提出了大規模云數據中心中一種服務器節能方法及裝置。

本方法區別于其他節能的方法之處在于：在節能策略設置時，不是僅僅考慮溫度或功率，而是基于對服務器運行中的實時負載信息的各個方面進行綜合分析，同時基于BP神經網絡模型對大規模監控數據樣本進行訓練學習的基礎上得出相應的節能策略模型。

本發明所采用的技術方案為：

大規模云數據中心中一種服務器節能裝置，主要包括下述六個模塊：（1）BP神經網絡節能策略訓練模塊（2）監控數據存儲模塊（3）節能策略存儲模塊（4）系統整體監控控制模塊（5）節能策略配置管理模塊（6）節能策略實施模塊；六個模塊分為三個部分，節能策略訓練部分，數據存儲部分和控制部分，其中：

節能策略訓練部分：主要是基于大規模的監控數據對BP神經網絡進行訓練，這一部分是在線下（非系統運行時）進行的；主要模塊包括：（1）BP神經網絡節能策略訓練模塊，基于監控樣本數據訓練學習節能策略；

數據存儲部分：主要存儲服務器組的實時監控數據信息，和前述BP神經網絡節能策略訓練模塊生成的節能策略信息；主要模塊包括：（2）監控數據存儲模塊，主要存儲監控數據；（3）節能策略存儲模塊，主要存儲節能策略；

控制部分：負責該方法裝置的業務控制，如監控數據的生成與獲取，節能策略的匹配生成、實施等；主要包括：（4）系統整體監控控制模塊，對服務器負載進行實時監控，對監控數據進行讀取和寫入操作；（5）節能策略配置管理模塊，根據輸入的監控數據，基于已訓練好的BP神經網絡模型匹配生成節能策略；（6）節能策略實施模塊：根據節能策略，對服務器組中的服務器設備進行具體的操作，如業務遷移、降頻、開關機等，以達到數據中心節能的目的。

大規模云數據中心中一種服務器節能方法，在對數據中心服務器組進行監控管理時，通過為服務器組定時關聯設置基于大規模監控數據樣本訓練得出的BP神經網絡節能策略模型，自動、高效地調整該服務器組的功耗，以達到云數據中心整體節能的目的。

該方法首先通過BP神經網絡節能策略訓練模塊，對大規模服務器監控數據樣本進行訓練分析，得出幾種神經網絡節能策略模型并存儲在系統中；接著，通過系統整體監控控制模塊，在云數據中心服務器組運行過程中以一定時間間隔（自主設定）獲取實時監控數據（監控數據存儲模塊），并將其作為BP神經網絡算法模型的新輸入樣本學習得出該時間點采取的節能策略（節能策略配置管理模塊），然后實施節能策略模型，自動、高效地調整該服務器組的功耗，達到云數據中心整體節能的目的。

所述方法具體流程如下：

（1）首先，基于大規模的監控數據樣本對BP神經網絡模型進行訓練：每一個監控數據為四維輸入向量P={c,m,s,n},分別表示CPU負載比例（%）、內存負載比例、磁盤IO負載比例、網絡帶寬負載比例；輸出設定為三種節能策略：高負載節能策略、中高負載節能策略和中負載節能策略；BP神經網絡模型設定為3層結構，分別為輸入層（4個神經元）、隱含層（4個神經元）和輸出層（1個神經元）。經訓練得到可以用于云數據中心節能的神經網絡模型（結構如圖2所示）；

（2）控制部分的系統整體監控配置模塊以一定時間間隔（可自主設定）向數據存儲部分的監控數據存儲模塊寫入或讀取數據，監控數據中心的整體負載；并根據設定的服務器組的負載閾值，判斷是否需要設置節能策略；若是，則向同屬控制部分的節能策略配置管理模塊發送設置節能策略的控制信息；

（3）控制部分的節能策略配置管理模塊根據獲得的控制信息，將從監控數據模塊獲取的監控數據信息作為已訓練好的BP神經網絡模型的輸入，分析匹配節能策略存儲模塊中的節能策略，得到與該服務器組在此時間點匹配的節能策略；同時，向同為控制部分的節能策略實施模塊發送節能策略實施的控制信息；