CN103443735A - 用于设备和电力输出口的实时检测和关联的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于监视和检测电子设备身份的系统，其中电子设备中的每个电子设备在其加电顺序期间产生唯一的加电签名。该系统可以使用多个电力输出口，每个电力输出口具有特定的识别指示并且每个电子设备被指定给电力输出口中特定的一个电力输出口。可以使用如下处理器，该处理器配置为当电子设备中的给定的一个电子设备插入电力输出口中的给定的一个电力输出口中并被加电时，在该给定的一个电子设备的加电顺序期间，读取该给定的一个电子设备的加电签名。处理器可以使用存储的针对该给定的一个电力输出口的加电签名以及针对该给定的一个电子设备的读取的加电签名，以确定该给定的一个电子设备是否使用其指定的电力输出口。

Description

用于设备和电力输出口的实时检测和关联的系统和方法

相关申请的交叉参考

本申请要求于2011年3月18日递交的美国临时申请第61/454,012号的权益。上述申请的全部公开内容通过引用结合于此。

技术领域

本公开涉及数据中心系统和设备，更具体地，涉及一种当设备插入特定电力输出口插座时实时地进行检测并且确定刚插入的设备是否是已预先指定给已被插入的特定电力输出口插座的特定设备的系统和方法。

背景技术

本节中的陈述只是提供涉及本公开的背景信息，并不能构成现有技术。

现代数据中心通常使用大量的数据中心设备和部件，这些设备和部件包括不同制造商的服务器、路由器和处理器，仅举这几例。这些部件通常安装在设备机架中。每个设备机架通常具有与其相关联的电源板，其中每个电源板通常具有允许每个设备的AC电源插头插入到电源板中的多个电力输出口（有时也称作“电源插座”）。高度智能化电源板的一个具体形式被称为电力分配单元（“PDU”）。力博特（Liebert）公司（艾默生网络能源公司）是领先的PDU制造公司。

在数据中心环境中，挑战可能出现在跟踪哪些部件将其电源线插入多输出口电源板或PDU的特定电力输出口中。例如，当最初安装在设备机架中并且插入电源板或PDU的一个特定电源插座的一台设备从所述特定电源插座移除，并且具有不同功耗（power draw）和冷却要求的一台不同的设备被重新安装到设备机架中并且插入同一电力输出口中时，这能引起数据中心管理者察觉不到对该机架已进行设备配置变化的情况。如果新添加的部件具有超过机架的安全裕度设置的功耗要求，那么这可能是对机架中的其他设备的潜在威胁。

另一个挑战是PDU要实时地确定作为之前从机架上去除的部件的同一台设备是否已重新安装到设备机架中并插入同一电力输出口中。又一挑战是，当类似部件的组（例如多个同一型号的服务器）中的第一部件从输出口拔出并且来自同一组中的不同部件被重新安装到机架中并且插入同一输出口时，PDU要识别出该类似部件组中的特定部件。当在机架层做出这样的设备变化并且没有告知数据中心管理人员该变化时，这可能显著地增加在管理数据中心环境上的难度。具体地，这能使数据中心管理者的确保所有设备机架实际配置有数据中心管理所认为的设备的任务复杂化。如果给定的机架中的部件出现故障，先前对其中某些设备移除并且用不同型号的设备替代的机架做出的变化能明显增加排除故障的难度。

发明内容

本公开的一方面涉及用于监视和检测电子设备身份的系统，其中电子设备中的每个电子设备在其加电顺序期间具有唯一的加电签名。在一个实施例中，该系统可以包括多个电力输出口，每个电力输出口具有特定的识别指示并且每个电子设备被指定给电力输出口中特定的一个电力输出口。可以使用处理器，该处理器配置为当电子设备中的给定的一个电子设备被插入到电力输出口中的给定的一个电力输出口中并被加电时，在该给定的一个电子设备的加电顺序期间，读取该给定的一个电子设备的加电签名。该处理器也可以配置为使用存储的针对该给定的一个电力输出口的加电签名以及针对该给定的一个电子设备的读取的加电签名，以确定该给定的一个电子设备是否使用其指定的电力输出口。

本公开的另一方面可以涉及一种用于监视和检测电子设备身份的系统，其中电子设备中的每个电子设备在其加电顺序期间具有唯一的加电签名。在一个实施例中，该系统可以包括电力分配系统。电力分配系统可以具有多个电力输出口，每个电力输出口具有特定的识别指示并且被指定给所述电子设备中的特定的一个电子设备。电力分配系统还可以具有处理器，处理器当电子设备初始插入其指定的电力输出口中时，读取每个电子设备在加电顺序期间的唯一的加电签名。电力分配系统还可以包括如下应用，该应用将每个电子设备的读取的加电签名与指定给每个电子设备加电的电力输出口的各个存储的加电签名进行比较。电力分配系统可以确定每个电子设备是否从其指定的电力输出口加电。

本公开的另一方面可以涉及一种用于检测多个电子设备中的每个电子设备是否从被多个电力输出口中指定的一个电力输出口加电的方法。在一个实现中该方法可以包括多个操作，所述多个操作包括：初始确定每个电子设备的加电签名；将初始确定的加电签名存储在存储器中；以及将初始确定的加电签名中的每个初始确定的加电签名指定给电力输出口中的特定一个电力输出口，以使得每个初始确定的加电签名与电力输出口中的单个电力输出口唯一地相关联。当多个电子设备中的给定的一个电子设备插入多个电力输出口中所选择的一个电力输出口时，在多个电子设备中的该给定的一个电子设备开始从其耗电的电力输出口读取多个电子设备中的该给定的一个电子设备的加电签名。然后可指定给多个电子设备中的该给定的一个电子设备开始从其耗电的电力输出口的初始确定的加电签名。然后将获取的初始确定的加电签名与读取的加电签名进行比较。然后可确定多个电子设备的该给定的一个电子设备是否从其指定的电力输出口加电

根据本文提供的描述，在其他领域中的应用变得明显。应当理解的是描述和具体示例目的仅在于例示而并不是意在限制本公开的范围。

附图说明

本文中所描述的附图仅用于例示目的，而并不意在以任何方式限制本发明公开的范围。

图1是根据本发明公开的系统的一个实施例的高级框图；

图2是可在为多个类似部件中的每个部件指定唯一识别代码过程中执行的操作的高级流程图，否则所述多个类似部件会具有实际上相同的加电签名，在这个具体的示例中多个类似部件为多个类似的服务器；

图3是在对图1中示出的PDU的不同电力输出口执行实时监视的过程中可通过本公开的方法以及图1的系统执行的操作的高级流程图；以及

图4是例示特定数据中心设备的相对于时间的一个采样功率波形测量结果的曲线图，以示出一个加电签名的大致样子。

具体实施方式

下面的描述在实质上仅仅是示例性的，而不意在限制本公开、应用、或使用。应当理解的是，在整个附图中，相应的附图标记表示相似的或相应的零部件和特征。

参照图1，示出了用于监视电力分配单元（“PDU”）12的电力输出口的系统10。如将要在下面的段落中更详细地说明的，当特定部件插入PDU12的特定输出口中时并且当该特定部件不是预先指定使用该已被插入的特定输出口的部件时，系统10能够实时地检测到。因此，系统10向数据中心管理者提供了强大的工具，以监视数据中心的每个设备机架中所包括的设备的配置并且以在对设备机架进行了未授权的配置变化时进行潜在地检测。

再参照图1，系统10可以包括远离PDU12的用于为插入PDU12中的每个部件保存唯一的加电“签名”代码的数据库14。在这一点上，应当理解的是，当部件插入PDU的一个输出口中并且开始供给电力时，随着设备经历其加电（或启动）过程，部件的电流消耗（current draw）将呈现出独特的、模拟加电签名。因此，术语“加电”，意味着在一段相对较短的时间段内随着部件变成完全“接通”部件从完全断开状态到完全通电状态消耗电流的顺序。这个加电签名对于不同类型的设备是唯一的，甚至对于由不同制造商制造的类似类型的设备是唯一的。因此，服务器将具有与路由器不同的加电签名。并且由不同制造商制造的两个路由器也将具有不同的加电签名。这些唯一的加电签名可以存储在数据库14中。可选地，可在PDU12自身的存储器16中形成数据库14。当特定的一台设备插入未预先指定使用的PDU输出口中并且从该PDU输出口加电时，系统10可以与管理软件应用18通信，使得系统能够向数据中心管理者或其他利害关系人提供警报或消息。可选地，PDU12自身能容易地结合某些形式的指示器，该指示器提供PDU12的输出口中的一个输出口已接收与那个特定输出口的预先指定的电力签名ID代码不匹配的设备的可视信号（也可能是声音信号）。

PDU12可以包括具有固件22的处理器20，当设备首次插入输出口中的任一个输出口时，处理器20将设备的加电签名与针对那个特定输出口存储的加电签名代码执行实时地比较。虽然PDU12在图1中示出为具有八个电力输出口，但应当理解的是，这完全意在仅作为可以纳入到PDU12中的输出口的数量的一个示例。就这一点而论，可以结合更多或更少数量的输出口，但是许多现今的PDU通常会设置有八个或十六个独立输出口。在一种实现方式中，PDU12可以具有足够容量的PDU（即，足够数量的输出口）以便覆盖在单个设备机架中的42台设备。接口24使得处理器20能够与管理软件应用18通信，并且当处理器检测到设备从特定输出口移除时，以及当设备已插入特定输出口而其具有的加电签名不同于预先指定给那个特定输出口的加电签名代码时，能够向应用18发送警报。接口24可以采用各种形式，例如RS-232、RS-422接口、网络接口或任意其他合适形式的接口。功耗测量子系统25可与处理器20通信以向该处理器提供关于每个输出口所消耗的功率量的信息。

PDU12通常包括AC电源开关控制子系统26，该AC电源子系统控制从AC干线电源向每个输出口的AC电源供给。处理器20可以控制开关控制子系统26以使得数据中心人员能够命令特定输出口接通或断开。如果系统10检测到部件插入特定输出口并且被加电，但该部件的加电签名与预先指定给那个特定输出口的加电签名代码不匹配的情况下，则处理器20可以选择性地控制开关控制子系统26以断开特定输出口。

在图2中，流程图100例示了可在处理如下情况的过程中执行的操作：其中需对类似或相同的服务器或其他类似设备提供将它们从其他类似或相同的设备中唯一地识别出的某种形式的识别代码，。在这一点上，应当理解的是，很容易存在这样的情况，其中两个或多个设备，例如来自给定制造商的服务器A和B，可以具有基本上相同的加电签名。服务器A和B可以是相同型号的服务器或者甚至可以是不同型号的服务器，但是它们的加电签名可能基本上相同。因此，如果系统10完全是察看其加电签名，那么将会没有方法将它们彼此识别/区分。这种情况通过在服务器配置处理期间向每个服务器提供唯一代码来解决。在图2中，提供了用于向每个服务器提供这种唯一代码的处理。应当理解的是，虽然图2参考多个服务器描述了这个处理，但是图2的操作并不限于只是服务器。在期望将两个或更多个不同设备或部件（例如，两个或更多个不同处理器）与系统10一起使用，但是这些部件将具有基本上相同的加电签名的情况下，并且在一旦这些部件插入PDU输出口中则需要唯一地识别它们的情况下，则可以使用图2中示出的处理。

在图2的操作102，将预写入程序加载在服务器中，该程序在服务器进行配置的同时向服务器指定唯一代码。唯一代码可以是数字代码，例如特定的数字，或者可以是字母数字代码或任意其他类型的代码。在任何一种情况下，每当服务器都被加电时，唯一代码此后将变成每个服务器的加电签名的一部分。优选地，服务器被配置成使得当服务器加电时，唯一代码布置在服务器的加电签名的前沿。在操作104，加电签名（包括新引入的唯一代码）存储在数据库14中。在操作106，如果有其他服务器需要配置唯一的预定代码，则进行检查。如果需要，则如在操作108所指示的，获得下一个服务器，并且重新执行操作102-106。还应当理解的是，技术人员通常会利用合适的电子设备手动地执行结合图2描述的操作，在配置处理期间通过使用所述合适的电子设备，能够将需要的唯一代码加载到服务器。

现在参照图3，示出例示系统10可在实时地监视并且检测是否特定部件或是设备从PDU12的电力输出口中的一个输出口拔出并且重新插入电力输出口中的一个不同的输出口的过程中执行的各种操作的高级流程图200。图3中所描述的操作假定系统10启动并运行，并且PDU12的八个输出口中的至少一个输出口是空闲的。进一步假定，处理器20已通过在其固件22或其他软件中的信息进行编程，该信息在进行加电签名对比时指导处理器获得八个输出口中的特定输出口的在数据库14中特定位置处所存储的加电签名代码。换句话说，每当从八个输出口中的任意一个输出口对设备加电时，处理器20能够比较在八个输出口中的每个输出口上应看到的确切的加电签名代码。如果系统10第一次被加电，并且各种设备第一次插入PDU12的输出口中，则处理器20为了将来的比较使用将测量的加电波形作为加电签名代码简单地记录在数据库14中的特定位置处。

在操作202，处理器20检查输出口“n”以察看是否正检查加电签名。例如，假定输出n是输出口1，并且特定部件目前刚插入输出口1。因此在输出口1上将没有检测到加电信号。在这种情况下，将在操作210进行是否八个输出口的最后一个输出口（在这个示例中，输出口8）刚被检查的检查。如果所检查的最后一个输出口不是输出口8，则在操作214，如在操作214所指示的，PDU12选择要检查的下一个输出口，并且重复操作202。

如果在操作202的检查检查到在输出口正生成加电信号，这意味着设备已插入输出口中并且正被加电，则PDU12的处理器20将从数据库14获得针对那个特定输出口存储的加电签名代码。如在操作204所指示，处理器20然后将所存储的加电签名代码与所检测的加电签名代码进行比较。有利的是，这个比较实时地执行，并且优选地在10-20毫秒内执行，甚至更优选地在每1毫秒内执行。PDU20可通过使正被检测的模拟波形数字化并且将数字化的波形与和那个特定输出口相关联的所存储的加电签名代码进行比较来执行比较。可选地，处理器20可在一系列预定的时间间隔（例如每几个毫秒）简单地获取一系列电压和/或电流测量结果，然后将获取的测量结果与从数据库14读取的形成那个特定输出口的加电签名代码的数据做比较。也可以采用任何其他合适的比较方法。使用在PDU20上运行的固件22或其他软件可以实现精确的比较方法。处理器20然后在操作206判定刚被检测的加电签名是否与针对那个特定输出口所存储的加电签名代码相匹配。如果不匹配，则处理器20会生成被传输至管理软件应用18的警报信号以便立即用信号通知数据中心人员关于这种情况。如果在操作206处理器20检测到匹配存在，则这指示已经指定给目前被检查的输出口的设备重新插入该输出口中。然后，处理器20可以继续操作210。

当在操作210的检查指示所检查的最后输出口是输出口8时，如在操作212所指示的，则为检查而选择的下一个输出口将是输出口1，并且将重复操作202。以这种方式，例如每几个毫秒就顺序地并且重复地检查PDU12的所有输出口，以快速地检查可用输出口何时被用于对设备加电。

还将理解的是，能够容易地修改前面的操作的描述，使得处理器20在每当其检测到任何部件插入任意一个输出口中时就生成提供至管理软件应用18的单独的信号以及关于正接收新加电设备的特定输出口的指示。更进一步地，可以将处理器20编程为每当其检测到从特定输出口移除设备时就用信号通知管理软件应用18。以这种方式，数据中心人员能够获悉设备从特定输出口移除或插入特定输出口中以及新加电设备是否已插入其先前指定的输出口中的任何情况。

因此，本发明公开的系统10和方法形成了用于每当设备插入电力输出口中时实时地监视和检测并且识别那个特定的设备是否不同于先前指定给特定电力输出口的设备的方便且易于实现的手段。以这种方式，能够监视并维护数据中心的每个机架的预定设备配置。系统还有助于防止下述这些情况：一个人从机架内的特定位置移除特定设备，但是之后另一个不同的人试图不被察觉地在同一机架中的不同位置或者甚至在完全不同机架中重新安装那个设备。系统10易于改装到现有的数据中心，并且能够在无需显著增加成本或不显著增加数据中心自身的复杂性的前提下实现。

虽然已经描述了不同实施例，但是本领域技术人员应该理解的是在不脱离本公开的情况下可以进行修改或变型。示例例举了不同实施例本并不意在限制本公开。因此，应该仅通过借鉴现有技术所必要的限制来自由地解释说明书和权利要求。

Claims (20)

1.一种用于监视和检测电子设备身份的系统，其中，所述电子设备中的每个电子设备在其加电顺序期间具有唯一的加电签名，所述系统包括：

多个电力输出口，每个所述电力输出口具有特定的识别指示并且每个所述电子设备被指定给所述电力输出口中特定的一个电力输出口；

处理器，所述处理器配置为：

当所述电子设备中的给定的一个电子设备插入所述电力输出口中的给定的一个电力输出口中并被加电时，在所述给定的一个电子设备的加电顺序期间，读取所述给定的一个电子设备的加电签名；以及

使用针对所述给定的一个电力输出口的所存储的加电签名以及针对所述给定的一个电子设备的读取的加电签名，以确定所述给定的一个电子设备是否使用其所述指定的电力输出口。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器还包括如下应用，所述应用实时地将所述给定的一个电子设备的读取的加电签名与针对所述给定的一个电力输出口所存储的加电签名进行比较，并且根据比较实时地确定所述给定的一个电子设备是否使用其所述指定的电力输出口。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器和所述电力输出口包含在电力分配单元中。

4.根据权利要求1所述的系统，还包括与所述处理器通信的管理软件应用，所述管理软件应用配置成当所述处理器检测到使用并非是指定给所述给定的一个电子设备使用的电力输出口的不同的一个电力输出口给所述给定的一个电子设备加电时，接收来自所述处理器的信号。

5.根据权利要求4所述的系统，还包括与所述管理应用通信的数据库，所述数据库用于存储指定给每个所述电力输出口的预定加电签名。

6.根据权利要求1所述的系统，还包括与所述电力输出口和AC干线电源通信的开关控制子系统，所述开关控制子系统基于来自所述处理器的信号相对于每个所述电力输出口来选择性地接通和断开AC干线电源。

7.根据权利要求1所述的系统，还包括用于将所述处理器连接到远程子系统的接口。

8.一种用于监视和检测电子设备身份的系统，其中，所述电子设备中的每个电子设备在其加电顺序期间具有唯一的加电签名，所述系统包括：

电力分配系统，所述电力分配系统具有：

多个电力输出口，每个所述电力输出口具有特定的识别指示并且被指定给所述电子设备中特定的一个电子设备；

处理器，所述处理器当所述电子设备开始插入到其指定的所述电力输出口中时在加电顺序期间读取所述电子设备中的每个电子设备的唯一的加电签名；以及

应用，所述应用将每个所述电子设备的所述读取的加电签名与指定给每个所述电子设备加电的所述电力输出口的各自存储的加电签名进行比较，并且确定每个所述电子设备是否从其所述指定的电力输出口加电。

9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述电力分配系统包括从AC干线电源接收AC电力的电力分配单元。

10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述应用包括通过所述处理器运行的固件，所述固件适用于将每个所述电子设备的读取的加电签名与用于给每个所述电子设备加电的所述电力输出口的各自存储的加电签名进行比较。

11.根据权利要求8所述的系统，其中，所述电力分配系统包括开关控制子系统，所述开关控制子系统用于选择性地接通和断开AC干线电力至每个所述电力输出口的供电。

12.根据权利要求8所述的系统，还包括：

管理软件应用，所述管理软件应用与所述电力分配系统通信并且当所述电力分配系统识别出所述电子设备中的特定的一个电子设备从所述输出口中的未指定使用的一个输出口加电时，从所述电力分配系统接收信息；以及

与所述管理软件应用通信的数据库，所述数据库用于存储每个所述电子设备的加电签名。

13.根据权利要求8所述的系统，其中，所述电力分配系统还包括用于将所述处理器连接到至少一个外部子系统的接口。

14.一种用于检测多个电子设备中的每个电子设备是否从多个电力输出口中指定的一个电力输出口被加电的方法，所述方法包括：

初始确定每个所述电子设备的加电签名；

将所述初始确定的加电签名存储在存储器中；

将所述初始确定的加电签名中的每个初始确定的加电签名指定给所述电力输出口中的特定一个电力输出口，以使得每个所述初始确定的加电签名与所述电力输出口中的单个电力输出口唯一地相关联；

当所述多个电子设备中给定的一个电子设备插入所述多个电力输出口中所选择的一个电力输出口时，在所述多个电子设备中所述给定的一个电子设备开始从其耗电的所述电力输出口读取所述多个电子设备中所述给定的一个电子设备的加电签名；

获取指定给所述多个电子设备中所述给定的一个电子设备开始从其耗电的所述电力输出口的所述初始确定的加电签名；

将所述获取的初始确定的加电签名与所述读取的加电签名进行比较，并且确定所述多个电子设备中的所述给定的一个电子设备是否从其指定使用的所述电力输出口耗电。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，获取所述初始确定的加电签名的操作以及将所述获取的初始确定的加电签名与所述读取的加电签名进行比较的操作是实时执行的。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，获取所述初始确定的加电签名的操作以及将所述获取的初始确定的加电签名与所述读取的加电签名进行比较的操作是通过连续地监视从所有所述电力输出口消耗的电力的处理器来执行的。

17.根据权利要求14所述的方法，其中，获取所述初始确定的加电签名的操作以及将所述获取的初始确定的加电签名与所述读取的加电签名进行比较的操作是通过在存储器中存储并且在处理器上运行的应用来执行的。

18.根据权利要求14所述的方法，还包括使用开关控制子系统以可控的方式从AC电源向每个所述电力输出口施加和中断电力。

19.根据权利要求14所述的方法，还包括当确定所述给定的一个电子设备没有从其所述指定的电力输出口加电时，与外部部件进行信息通信。

20.根据权利要求14所述的方法，还包括将所述电力输出口定位到电力分配单元上，并且通过使用在所述电力分配单元内设置的处理器来执行获取所述初始确定的加电签名的操作以及将所述获取的初始确定的加电签名与所述读取的加电签名进行比较的操作。

Images