[發明專利]一種基于虛擬化的數據中心的能耗管理方法

在審

• 申請號: 201610074360.5
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN105763367A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 鐘全德;孟慶康;馮登明;鐘雨言臻
• 申請（專利權）人: 四川長虹電器股份有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L29/08
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 李凌峰

技術領域

本發明涉及能耗管理技術，特別涉及一種基于虛擬化的云平臺中心的能耗管理方法。

背景技術

近年來，數據中心的高能耗逐漸成為一個突出的問題，尤其是隨著云計算的到來，更多的計算資源和存儲資源集中在云端，給能耗的高效管理帶來更大的挑戰。數據中心的高能耗問題不僅造成電能的浪費，系統運行的不穩定，同時也對環境造成不良影響。

高能耗問題主要來源于兩方面：一個是處理器層次的能耗、另一個是數據中心層次的能耗。隨著處理器制造工藝的不斷進步，處理器在獲得高運行速度的同時，帶來了高能耗問題。盡管一些硬件上的優化技術在一定程度上提升了能量的使用效率，但是處理器的能耗受應用程序使用模式的影響，過高的負載和過低的利用率都會導致高能耗電能低效的問題。在數據中心層次，隨著數據中心規模的不斷增長，數據中心出現了更加困難的情況：一方面由于物理服務器數量的不斷增長和處理能力的不斷增強，帶來了更多的能量消耗；另一方面每個服務器過低的利用率又造成了巨大的電能浪費。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中，云計算基礎設施很少能提供支持能量感知的部件和服務，無法滿足服務質量需求的同時最小化能耗開銷的問題。

為達到上述目的，本發明提供一種基于虛擬化的數據中心的能耗管理方法，其特征在于，包括如下步驟：

建立數據中心的資源能耗模型，構建特定類型資源的利用率與數據中心系統能耗的關聯；

測量虛擬機運行時的資源利用率，通過典型虛擬機化平臺提供的硬件性能計數器進行在線的能耗輪廓分析；

評估虛擬機能耗情況，輸入資源利用率，通過所述資源能耗模型的計算，間接推斷虛擬機的能耗；

構建能耗管理機制及能耗管理算法實現對數據中心的資源能耗管理。

具體地，所述資源能耗模型分為靜態能耗模型及動態能耗模型，所述靜態能耗模型包括CPU能耗模型、內存能耗模型、硬盤能耗模型及整體能耗模型，所述動態能耗模型包括服務器整合能耗模型及在線遷移能耗模型。

具體地，所述能耗輪廓分析包括物理節點的能耗分析及虛擬機的能耗分析。

具體地，所述能耗管理機制包括虛擬化層能耗管理機制及云平臺層能耗管理機制，所述虛擬化層能耗管理機制包括虛擬機管理器層能耗管理及虛擬機內部層的能耗管理，所述云平臺層能耗管理機制包括虛擬能耗管理層的能耗管理及能耗管理中間件能耗管理。

具體地，所述能耗管理算法包括靜態部署算法集動態部署算法，所述靜態部署算法包括基于相關性的部署算法集基于峰值聚類部署算法，所述動態部署算法包括能量最小部署算法、基于歷史感知部署算法集遷移開銷感知部署算法。

進一步地，所述能耗管理算法還包括有效簇拓撲部算法及最大利用率部署算法。

進一步地，所述能耗管理算法還包括單閾值遷移部署算法、最小化遷移部署算法、最高增長潛力部署算法集隨機選擇部署算法。

本發明的有益效果是：采用本發明的技術及成果，可以構建一種綠色的云計算解決方案，即在節約能耗的同時降低管理操作開銷。綠色云計算的最終目標是高效處理和使用云基礎設施的同時最小化能量消耗。該發明可以廣泛應用于IDC數據中心、云計算中心、大數據應用中心等領域，應用前景廣闊。

附圖說明

圖1為實施例的資源能耗模型的結構示意圖；

圖2為實施例的能耗管理機制的結構示意圖；

圖3為實施例的能耗管理算法結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖及實施例對本發明的技術方案作進一步詳細描述。

本發明針對現有技術中云計算基礎設施很少能提供支持能量感知的部件和服務，無法滿足服務質量需求的同時最小化能耗開銷的問題，提供一種基于虛擬化的數據中心的能耗管理方法，包括如下步驟：

建立數據中心的資源能耗模型，構建特定類型資源的利用率與數據中心系統能耗的關聯；

測量虛擬機運行時的資源利用率，通過典型虛擬機化平臺提供的硬件性能計數器進行在線的能耗輪廓分析；

評估虛擬機能耗情況，輸入資源利用率，通過所述資源能耗模型的計算，間接推斷虛擬機的能耗；

構建能耗管理機制及能耗管理算法實現對數據中心的資源能耗管理。

實施例

以下對本發明的技術構思及技術方案作進一步詳細描述。

虛擬化技術給云計算數據中心的能耗管理帶來了很多解決新的思路。通常來講，一個高效的能耗管理解決方案需要考慮如下3方面的因素：