[發明專利]一種面向云數據中心的基于氣流組織的副本放置方法

在審

• 申請號: 201911155244.6
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN110941396A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 鄧玉輝;林瑞虹;范志峰
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06F1/20
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔣劍明

本發明公開了一種面向云數據中心的基于氣流組織的節能副本放置方法，該節能副本放置方法根據數據中心節點間的熱循環模型構造制冷能耗與磁盤能耗的關系，得到數據中心總能耗模型；依據得到的總能耗模型計算數據中心的熱感知磁盤序列；對于到來的請求首先存儲在請求隊列中，然后按照請求類型，根據熱感知磁盤序列進行副本所屬磁盤的分配；對當前時間周期已分配請求的磁盤的分布進行計算，得到數據中心的制冷供應溫度，并調整對應的空調冷卻溫度。本發明為數據中心提供一種節能的副本放置方法，通過對磁盤數據的在線管理，在減少磁盤能耗的同時，控制空調制冷設備能夠在較高溫度下工作，能夠有效減少數據中心總能耗。

技術領域

本發明涉及數據中心中副本放置的技術領域，具體涉及一種面向云數據中心的基于氣流組織的副本放置方法。

背景技術

隨著互聯網產業的發展以及數據的不斷產生，數據中心存儲用戶與企業數據也相繼增加。大量數據的產生與存儲使得數據中心規模不斷擴大，碳排放量與運營成本也不斷增長，數據中心的能耗問題亟需關注。

數據呈爆炸式增長，對于數據中心如何有效的降低數據中心能耗備受關注。對于數據中心來說，降低能耗的同時不能影響現有的業務。

現有的節約存儲能耗方面，主要通過調整數據的放置方式，調整磁盤的組合形式來進行節能。比如，通過磁盤陣列的節能算法、數據傾斜放置方法、通過分析數據的關聯性來放置異地的副本來達到節能。但是這些方法在同時節約能耗和制冷能耗方面效果欠佳，會導致局部機器過熱問題或者存儲過于分散增加了存儲能耗問題，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

本發明的目的是針對數據中心存在運營成本能耗巨大、能效比低的問題，提出一種面向云數據中心的基于氣流組織的節能副本放置方法，改善傳統算法的計算復雜度，同時兼顧存儲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：

一種面向云數據中心的基于氣流組織的節能副本放置方法，應用于數據中心副本放置，所述的節能副本放置方法包括下列步驟：

根據數據中心節點間的熱循環模型構造制冷能耗與磁盤能耗的關系，得到數據中心總能耗模型；

依據得到的總能耗模型計算數據中心的熱感知磁盤序列；

根據設定的副本數目和活躍副本對熱感知磁盤序列進行劃分；

對于到來的請求首先存儲在請求隊列中，然后按照請求類型，根據熱感知磁盤序列進行副本所屬磁盤的分配；

對當前時間周期已分配請求的磁盤的分布進行計算，得到數據中心的制冷供應溫度，并調整對應的空調冷卻溫度。

進一步地，所述的根據數據中心節點間的熱循環模型構造制冷能耗與磁盤能耗的關系，得到數據中心總能耗模型過程如下：

根據磁盤的物理擺放位置劃分為多個節點，并為數據中心的氣流組織采用流體動力學CFD建模，得到磁盤存儲系統和空調制冷系統的能耗模型，從而計算出數據中心總能耗；同時根據模型得到數據中心總能耗與每個節點里活躍磁盤數量之間關系的模型。

進一步地，所述的根據磁盤的物理擺放位置劃分為多個節點的過程中，依據物理擺放位置的區域性，以及磁盤的電源共享狀態，將處于同一放置位置區域且共享電源的磁盤歸為同一節點。

進一步地，所述的為數據中心的氣流組織采用流體動力學CFD建模的過程中，按照劃分的區域節點，模擬流體動力學CFD并計算節點之間的熱氣流組織傳導系數，得到熱循環影響系數矩陣。

進一步地，所述的根據模型得到數據中心總能耗與每個節點里活躍磁盤數量之間關系的模型的過程中，根據得到的熱循環影響系數矩陣，計算存儲冷卻能耗與存儲能耗的數學關系，進而求得數據中心總能耗，得到數據中心總能耗與每個節點活躍磁盤數量的關系模型。