[發明專利]一種面向數據中心的基于氣流組織的節能調度方法

在審

• 申請號: 201910021395.6
• 申請日: 2019-01-10
• 公開（公告）號: CN109871268A
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 鄧玉輝;林瑞虹
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F9/50;G06F1/329
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳燕嫻

本發明公開了一種面向數據中心的基于氣流組織的節能調度方法，該方法根據數據中心布局以及熱循環建立制冷能耗與計算能耗之間的關系，得出數據中心總能耗模型；依據建立的能耗模型計算數據中心服務器調度的啟發式貪心序列；對到來的任務首先存儲在任務隊列，然后按照啟發式貪心序列里的服務器啟動排序分配各項任務到對應的服務器當中；對當前時間周期已分配任務的服務器的分布進行計算，得到所需要的冷氣供應溫度，并對空調裝置設置對應的冷卻溫度。本發明為數據中心任務調度提供一種節能調度方法，通過對工作負載的分配與調度，計算設備的資源能被共享利用，使得空調制冷設備能夠工作在一個較高溫度，能夠有效節約計算能耗和制冷能耗。

技術領域

本發明涉及計算機系統結構技術領域，具體涉及一種面向數據中心的基于氣流組織的節能調度方法。

背景技術

信息技術的迅猛發展使得數據量呈爆炸式增長，云計算技術的不斷成熟使得數據中心也隨之發展。海量數據的存儲與計算使得數據中心的規模在不斷擴大，碳排放量和電費的不斷激增。數據中心的能耗問題也日益突出。

數據的增長趨勢在不斷上漲，數據中心如何有效地節約數據中心能耗成為一個熱點。對于數據中心來說，節約能耗不能影響現有的業務。

現有的應用技術在節約能耗上主要通過動態調節服務器處理器電壓，關閉閑置服務器和虛擬機共享資源的方式進行，也有部分技術結合了氣流組織通過最小化熱循環通過任務調度對空調制冷系統能耗方面進行節能措施。但是這些方法在同時節約計算能耗和制冷能耗方面的效果欠佳，會造成局部機器過熱問題或者任務過于分散增加了計算能耗問題，在計算量上也較為復雜使得線上應用起來有諸多限制。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中的上述缺陷，提供一種面向數據中心的基于氣流組織的節能調度方法，改善傳統算法的計算復雜問題，同時兼顧計算能耗和制冷能耗的平衡。

本發明的目的可以通過采取如下技術方案達到：

一種面向數據中心的基于氣流組織的節能調度方法，應用于數據中心任務調度，所述的節能調度方法包括下列步驟：

根據數據中心布局以及熱循環建立制冷能耗與計算能耗之間的關系，得出數據中心總能耗模型；

依據建立的能耗模型計算數據中心服務器調度的啟發式貪心序列；

對到來的任務進行存儲和調度分配，對到來的任務首先存儲在任務隊列，然后按照啟發式貪心序列里的服務器啟動排序分配各項任務到對應的服務器當中；

對當前時間周期已分配任務的活躍服務器的分布進行計算，得到所需要的冷氣供應溫度，并對空調裝置設置對應的冷卻溫度，使得各節點的機器入口溫度不高于指定的溫度警戒值。

進一步地，所述的根據數據中心布局以及熱循環建立制冷能耗與計算能耗之間的關系，得出數據中心總能耗模型過程如下：

首先對服務器根據物理擺放位置進行分區域，分成若干個節點，并通過流體動力學CFD對數據中心氣流進行建模，得到計算系統和冷卻系統的能耗模型，并根據模型得到數據中心總能耗與每個節點里活躍服務器數量之間關系的模型。

進一步地，所述的對服務器根據物理放置位置進行分區域，分成若干個節點中，依據物理放置位置的區域性，以及服務器的電源共享狀態，將處于同一放置位置區域且共享電源的服務器歸為同一節點。

進一步地，所述的通過流體動力學CFD對數據中心氣流進行建模中，依據得到的服務器區域，模擬流體動力學CFD并計算區域之間的熱傳播影響的系數，確定熱循環影響系數矩陣。