CN103455863A - 信息系统能耗管控平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种信息系统能耗管控平台，包含有数据采集单元（601）、数据采集接口装置（602）、数据分析器（603）、核心引擎装置（604）、能量管理对象核心数据库装置（605）、执行结构（606）；数据采集单元（601）通过无线或有线的方式与数据采集接口装置（602）耦合连接，数据采集接口装置（602）与数据分析器（603）连接，数据采集接口装置（602）、数据分析器（603）、能量管理对象核心数据库装置（605）、执行结构（606）均连接到核心引擎装置（604），能够对信息系统进行精细化、自动化、智能化的能耗管控，实现对能耗的准确、全面、实时的表述，为实施灵活的能耗控制提供了实现基础和可能。

Description

信息系统能耗管控平台

技术领域

本发明涉及IT运维领域，特别是一种信息系统能耗管控平台。

背景技术

通过运维保障系统对信息系统进行监控和运维管理具有数据采集灵活、采集量大、智能化和自动化性好、分析质量和效率高、控制方便、管理组织有效等诸多优点，是现有技术中对组织的信息系统最成熟和全面的管理设施，当前，随着信息技术与应用业务的深度融合，各行业的IT资产规模越来越庞大、信息系统越来越复杂，比如在传统的电信、金融等行业的数据中心中，在快速发展的云计算中心内等等，能耗管控矛盾被突显出来，一方面，能耗管控对于一个组织而言具有重要意义，能耗管控不仅是保证信息系统的安全、稳定运行的重要基础，而且对于降低商业成本、符合环境政策也具有重要意义；另一方面，现有技术中缺乏有效的能耗管理工具，尤其缺乏融合在运维保障系统中的能耗管理工具，面对数据中心中日益庞杂的来自不同厂家的各色设备、面对数据中心的庞大规模和复杂程度，没有强大的管理工具支持，任何深入、高效、灵活的能耗管控方案都几乎无法实施，严重制约了能耗管理的发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种运维保障中的能耗管控实现方法以及采用这种方法的信息系统能耗管控平台，与运维保障系统深层融合，充分发挥现有IT运维保障系统的技术优势和特点，从而能够对信息系统，尤其是大规模信息系统，进行精细化、自动化、智能化的能耗管控，实现对能耗的准确、全面、实时的表述，为实施灵活的能耗控制提供了实现基础和可能。

为了表述方便，对本发明中使用的概念做如下定义：对于一个“组织系统”而言，比如数据中心，处于最底层的是概念“物理设备”，比如交换机、路由器；由物理设备组成“装备”；依据特定的目的和功能由物理设备和/或装备组成“集合实体”；而“组织系统”就是由一系列物理设备组成，这些物理设备构成各装备或集合实体。

一种运维保障中的能耗管控实现方法，包含有如下步骤：

a.对组织系统中的物理设备采集直接和/或间接能耗信息；

b.对组织系统中的物理设备实例化出能量管理对象，能量管理对象是进行能耗总计的基础；

c.为了对能耗进行管控，而基于能量管理对象进行的能耗总计。

进一步的，所述运维保障中的能耗管控实现方法还包括如下步骤：

a.对组织系统中的物理设备进行探测发现；

b.对各物理设备设置适配器，该适配器将决定如何收集能耗信息。

进一步的，所述能量管理对象具有若干属性、配置文件、策略；所述策略指定当能耗阀值被超出、触发器被激活或释放时将被执行的操作；所述配置文件包含有对一个物理设备的行为和操作的描述，所描述的行为和操作局限在指导或控制该物理设备的运行与工作。

进一步的，所述能耗总计的结果用于控制组织系统中的冷却设备；具体为根据能耗总计的结果与预设的能耗阈值的关系对冷却设备进行控制。

进一步的，所述能耗总计的结果用于控制组织系统中的物理设备的开启或关闭，以降低组织系统的能耗。

进一步的，所述能耗总计的结果用于对能耗进行管理，该管理方法具体为对运算任务进行重新分配；

 一种运维保障中的能耗管控实现方法，包含有如下步骤：

a.对组织系统中的异构装备采集直接和/或间接能耗信息；

b.进行能耗总计；

c.对未来的能耗总计进行预测；

e.根据现有的和预测的能耗总计结果对组织系统的能耗进行管理。

进一步的，所述对未来的能耗总计进行预测根据的是历史能耗总计情况。

进一步的，所述对未来的能耗总计进行预测根据的是历史工作量情况和规划的待处理工作。

进一步的，该方法包括如下步骤：对组织系统中的物理设备实例化出能量管理对象，能量管理对象是进行能耗总计的基础。

 进一步的，所述能量管理对象具有若干属性、配置文件、策略；所述策略指定当能耗阀值被超出、触发器被激活或释放时将被执行的操作；所述配置文件包含有对一个物理设备的行为和操作的描述，所描述的行为和操作局限在指导或控制该物理设备的运行与工作。 

信息系统能耗管控平台，包含有处理器、存储器，该平台系统还包含有数据采集单元、数据采集接口装置、数据分析器、核心引擎装置、能量管理对象核心数据库装置、执行结构；设备数据采集单元用于在物理设备中的部署，可以从物理设备中采集直接和/或间接能耗信息；数据采集结构装置中设置有数据收集逻辑、数据传输和通讯协议，收集来自数据采集单元的信息；数据分析器中设置有数据分析逻辑，可以对来自数据采集接口装置的信息进行定制逻辑的分析处理；能量管理对象核心数据库装置中包含有物理设备的实例化能量管理对象，并对其进行组织管理；执行结构对核心引擎的指令进行转化，并执行指定的动作；核心引擎可以调用数据采集接口装置、数据分析器、能量管理对象核心数据库装置、执行结构进行能耗管控，并可以与三方系统协作或被外部调用；数据采集单元通过无线或有线的方式与数据采集接口装置耦合连接，数据采集接口装置与数据分析器连接，数据采集接口装置、数据分析器、能量管理对象核心数据库装置、执行结构均连接到核心引擎装置。

进一步的，所述数据采集单元可以是与物理设备匹配的适配器。

进一步的，所述数据采集接口装置中包含或连接有物理设备探查模块。

进一步的，所述核心引擎装置中包含有能耗分析预测模块，该模块可以根据历史能耗数据记录数据、历史工作量记录数据、规划的工作数据对未来的能耗需求进行预测。

进一步的，所述执行结构为任务分配机构。

进一步的，所述执行结构为温度调节设备。

进一步的，前述能量管理对象核心数据库装置中包含有属性数据库、配置数据库、策略数据库。

进一步的，上述能量管理对象核心数据库装置中可以存放物理设备的实例化能量管理对象数据、装备的实例化能量管理对象数据、集合实体的能量管理对象数据。

按照本领域普通技术人员的认识可知，本信息系统能耗管控平台所采用的各单元、模块、装置、机构中涉及信息处理功能的，可以是借助存储有特定指令序列的装置加以实现的，比如RAM、PLD等。

采用本发明的信息系统能耗管控平台，依据本发明的能耗管控实现方法，其核心在于对组织系统中的物理设备实例化出能量管理对象、并基于该能量管理对象进行能耗总计，通过物理设备实例化出能量管理对象还可以方便的对装备、集合实体创建实例化的能量管理对象，通过在能量管理对象中配置若干属性、配置文件、策略，可以方便的实现对组织系统在不同层面、不同设备组合上的能耗管理，不仅可以实现对数据设备的开关管理、对冷却设备的开关管理，更可以为通过任务分配的方式进行能耗管理提供了可能，甚至可以根据历史数据和业务预期进行能源的分配与控制，从而能够对信息系统，尤其是大规模信息系统进行精细化、自动化、智能化的能耗管控，实现对能耗准确、全面、实时的表述，为实施灵活的能耗控制提供了实现基础和可能。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明一个实例的结构示意图；

图2是本发明能耗管控实现方法的流程框图；

图3是本发明的逻辑结构框图；

图4是本发明实施例一个策略的执行示例图；

图5是本发明实施例另一个策略的执行示例图；

图6是本发明的结构示意图。

具体实施方式

为了对能耗进行管理，首先应对各种消耗能量的物理设备进行准确的能耗表述，所述消耗能量的设备即包括诸如计算机、服务器等计算设备，路由器、交换机等通讯设备及其他类似的信息处理设备，也包括其它如空调、水冷机等在组织系统中应用的会消耗电力的其它能量消耗设备，比如为了保持合适的工作温度，冷却系统消耗额外的能量以驱动风扇、冷水机组以冷却空气，这些物理设备来自于不同的厂家，部分厂家可能会为收集他们的产品的能耗情况而提供能表述能耗情况的直接能耗信息，而其它设备则需要通过诸如运行管理信息等间接能耗信息以评估能耗情况。而且还有一些组织可能在一个国家的不同区域有多个数据中心，甚至是在不同的国家分布有多个数据中心，每个中心都将耗费能量和承担运算任务。

为了对能耗进行管控，需要对相关设备的能耗进行合计，这是进行能耗情况分析并进行灵活的能耗管控的基础，能耗合计可以对单个设备进行，也可以对某个装备或者集合实体进行；除开能耗合计以外，对能耗的预测也可能成为能耗管控的依据，比如可以对历史数据、工作量历史、计划任务等进行比较而预测能耗情况。对能耗的管控即可以是出于保障系统安全稳定运行而对冷却设备进行控制，也可能是将工作量在数据中心间重新分配以减少能耗已经达到预设上限的中心的能耗，甚至是出于商业目的，为利用使用更便宜的能量，比如风能和太阳能而根据能耗情况在不同数据中心之间分配工作量等等。

 如图1所示，该图是依据本发明方法的一个能耗管控系统的结构示意图，来自不同厂商的一系列信息处理设备110，比如计算机、服务器、路由器等，它们也属于会消耗电力的能量消耗设备150，以及会消耗电力的其它能量消耗设备150，比如冷却水机组等，构成了该系统中的物理设备，需要对其进行能耗信息的采集，数据采集接口装置602与物理设备通过无线或有线连接实现耦合，数据采集接口装置602内含的数据采集接口120对物理设备的能耗信息进行采集，该数据采集接口120中可以包含有方便数据采集的逻辑，物理设备110将不同种类的信息提交给数据采集接口120，这些信息中包含有直接和/或间接能耗信息，其中间接能耗信息可以是管理信息数据库中的信息，比如磁盘驱动器信息、温度信息、CPU利用率、风扇速率等，这些信息应足以计算或推导出物理设备的能耗情况，数据采集接口120还可以包含通信协议，比如SNMP或FTP等公知的协议以进行能耗信息的采集和交换，物理设备110还可能提供有开放的SDK API。数据接口与多个分析器模块130耦合，这些分析器模块130可以是供应商制定的，比如A分析器模块对应供应商甲的设备，而B分析器模块对应供应商乙的设备；分析器模块也可以是对应一组设备的，提供同种类型的能耗数据；分析器模块还可以是机器指定的分析器，可以对不同厂家的同种设备进行信息采集。分析器模块130与核心引擎装置604中的引擎140耦合，核心引擎装置604中的引擎140接收来自于分析器模块130的能耗信息，并对该系统进行能耗合计，得到合计结果，该合计过程可以是通过权重函数进行，比如等于A*供应商甲的设备能耗+B*供应商乙的设备能耗+C*供应商丙的设备能耗，其中ABC为设备数量百分比确定的权重，合计过程也可以是将各个物理设备的能耗直接进行累加。作为执行机构606的冷却设备同时与数据采集接口120和引擎140耦合，数据采集接口120可以根据能耗合计结果对冷却设备进行控制，从而冷却设备可以根据系统中的警告或者经由引擎140在能耗触发情况出现的时候，得以开启、关闭或调整。引擎140还可以基于能耗信息产生表格、图表等展示能耗情况，还可以通知能量供应设备系统的能量需求等级，比如分为常态、高峰、最小等等，这就为能量供应的分配和调整提供了可能。更进一步的，引擎140还可以提供预先的能量需求预测，通过对能耗总计的历史数据、工作量历史、以及规划的任务总量等进行预测分析，以释放出一些能量供应给其它系统，当在更大规模部署的时候，比如一个引擎140耦合多个分散的数据中心的时候，该系统可以用来防止电网的停电或断电，更进一步的，该系统可以为用户提供一个隔绝供应商的统一简单的解决方案以获得统一的能耗需求信息。

 如图2所示，该图是依据本发明的一个能耗管控系统的运行流程框图，包括对系统中的物理设备进行探查发现，确认被监控的物理设备，从这些设备上获取能耗信息，并利用这些信息执行选定的控制操作，该过程首先在步骤210中通过运行一个探查例程以发现和确认被监控物理设备，设备的发现可以采用各种方法，比如通过发送探测信号或者其它能揭示设备的通讯交互，或者接收用户或者其它系统的设备登录，在步骤215中对设备进行分类分组，并检查是否可以支持，在步骤220中对管控策略进行一次建立，在步骤230中判断设备是否支持远程数据采集或是基于代理方法进行数据采集，如果是需要基于代理的，则在设备中部署代理，在步骤240中通过代理或远程采集获得相关信息并发送给管理引擎，在步骤245中管理引擎运用策略对接收的信息进行分析判断，并发送通知给执行机构，在步骤250中，执行机构将管理引擎发送的指令转化为现实的管理操作，执行管控。

如图3所示，该图给出了本发明系统的逻辑结构示意框图，该图旨在简单清楚的说明本发明的运行结构而已，只提供了一个能量消耗设备150，以代表各种能量消耗设备150，引擎140探查确认到能量消耗设备150，并在适配器目录315中查找匹配与之相适应的适配器，适配器目录315中存放了与各种设备相匹配的适配器信息，核心引擎140利用在适配器目录中查找到的适配器对设备进行信息采集，适配器可以直接与设备连接也可以通过网络调用的方式获取所需的数据，对每个能量消耗设备150都实例化一个能量管理对象320，该能量管理对象320包含有若干属性325、若干配置文件330、若干策略335，该能量管理对象可以采用中央管理数据库CMDB 341进行存储，以实现能量管理对象核心数据库装置605，属性中包含设备的相关属性，比如指明该物理设备是自身具有测量能力的设备，或者是需要外界决定测量方法的设备，能量管理对象320所提供的功能还可以包括促进能量管理的集合以及独立于设备供应商的独立技术，引擎140与基础框架340进行耦合，基础框架340允许能量管理对象320被其它应用所调用，通过引擎140相其它系统和应用提供接口，比如监控管理345、安全管理350、深化应用355等等，能量管理对象320中的属性可以拓展到诸如制造商、热量输出、供电要求、冷却方法等与能耗管理相关或不相关的属性，甚至是能耗管控之外的规则，从而可以适应运维管理的其它要求，能量管理对象320也可以包括用于对设备进行分组的属性，比如按照是否需要循环开关、是否构成热点或冷点、数据中心的归属、对UPS的归集、热量产生大小、制造商、测量方法等对设备进行分组。而能量管理对象320的属性中可以包含若干规则，例如，当温度达到阈值比如一百度的时候，将引发一个警告，并通知帮助台，诸如此类的规则还可以大量设置，比如设备类型、数据接收协议、制造商、数据采集频率或计划、能量形式：交流直流、电池、功率，关键度、支持的能耗数据测量方式、自冷却、设备支持的应用、设备支持的设备、数据中心编号、区域、建筑等等，而且属性可以被继承。

配置文件330包含有对一个物理设备的行为和操作的描述，所描述的行为和操作局限在指导或控制该物理设备的运行与工作，也可以说，配置文件描述可一个设备应该干什么、什么时候干，比如包括了例行动作、运行时间、时间的日周月设定、最大和最小能耗要求、能量供应限制、发热过大或过小的界定，而且配置可以被继承。

 策略335既可以专属于某个能量管理对象320，也可以独立存在，以适用于多个能量管理对象，策略的例子如：对关键设备从不关机、设备的开关机计划、供电方式是否采用UPS等等，策略之间可以相互互动。

如图4所示，该图就显示了一个策略的执行过程，在该示例中：

步骤1，引擎140读取策略，该策略是：当网段“192.168.*.*”中的设备的总发热量大于二百单位的时候，进行警报；

步骤2，数据分析器603对该网段中的设备的能量管理对象中的属性和配置文件进行读取，本例中的两个设备：一个只在周五上午八点到十点运行，另一个旨在周一下午的两点到四点运行，都来自于同一制造商，位于西南地区的成都区域的同一个数据中心；

步骤3，数据分析器603对策略进行执行计算；

步骤4，当发热大于二百单位的时候，数据分析器603向引擎140发送通知；

步骤5，引擎140指挥充当执行机构606的警报设备开启警报。

如图5所示，该图显示了另一个策略的执行过程，在该示例中：

步骤1，引擎140读取策略，该策略是：当西南区域的所有数据中心的设备的总能耗超过阈值N的时候，将数据中心的工作分配到其它区域去。

步骤2，数据分析器603对西南区域的两个数据中心的能量管理对象中的属性和配置文件进行读取，一个数据中心是业务中心、全天运行，而另一个数据中心是备份中心，仅在周三运行，业务中心包含有1500台设备、位于西南区域的成都、地址是ABC，备份中心包含190台设备、位于西南区域的重庆、地址是CBA；

步骤3，数据分析器603对策略进行执行计算；

步骤4，当总能耗超过阈值N的时候，数据分析器603向引擎140发送通知；

步骤5，引擎140指挥充当执行机构606的任务分配机构将部分工作量从西南区域的业务中心移送到其它区域的数据中心去。

通过上述是实力例可见采用本发明的能耗管控实现方法，其核心在于对组织系统中的物理设备实例化出能量管理对象、并基于该能量管理对象进行能耗总计，能够对信息系统进行精细化、自动化、智能化的能耗管控，实现对能耗准确、全面、实时的表述，为实施灵活的能耗控制提供了实现基础和可能。

 如图6所示，该图是依据一种运维保障中的能耗管控实现方法所实现的信息系统能耗管控平台，包含有处理器、存储器，该平台系统还包含有数据采集单元601、数据采集接口装置602、数据分析器603、核心引擎装置604、能量管理对象核心数据库装置605、执行结构606；设备数据采集单元601用于在物理设备中的部署，可以从物理设备中采集直接和/或间接能耗信息；数据采集结构装置602中设置有数据收集逻辑、数据传输和通讯协议，收集来自数据采集单元的信息；数据分析器603中设置有数据分析逻辑，可以对来自数据采集接口装置602的信息进行定制逻辑的分析处理；能量管理对象核心数据库装置605中包含有物理设备的实例化能量管理对象，并对其进行组织管理；执行结构606对核心引擎装置604的指令进行转化，并执行指定的动作，例如指示温度调节设备进行相应的操作，例如指示任务分配机构在不同运算设备间分配计算任务；核心引擎装置604可以调用数据采集接口装置602、数据分析器603、能量管理对象核心数据库装置605、执行结构606进行能耗管控，并可以与三方系统协作或被外部调用；数据采集单元601通过无线或有线的方式与数据采集接口装置602耦合连接，数据采集接口装置602与数据分析器603连接，数据采集接口装置602、数据分析器603、能量管理对象核心数据库装置605、执行结构606均连接到核心引擎装置604。数据采集单元601可以是与物理设备匹配的适配器。数据采集接口装置602中包含有物理设备探查模块621。核心引擎装置604中包含有能耗分析预测模块641，该模块可以根据历史能耗数据记录数据、历史工作量记录数据、规划的工作数据对未来的能耗需求进行预测。能量管理对象核心数据库装置605中包含有属性数据库651、配置数据库652、策略数据库653。能量管理对象核心数据库装置605中可以存放物理设备的实例化能量管理对象数据、装备的实例化能量管理对象数据、集合实体的能量管理对象数据。

Claims (7)

1.信息系统能耗管控平台，包含有处理器、存储器，其特征在于：该平台系统还包含有数据采集单元（601）、数据采集接口装置（602）、数据分析器（603）、核心引擎装置（604）、能量管理对象核心数据库装置（605）、执行结构（606）；设备数据采集单元（601）用于在物理设备中的部署，可以从物理设备中采集直接和/或间接能耗信息；数据采集接口装置（602）中设置有数据收集逻辑、数据传输和通讯协议，收集来自数据采集单元的信息；数据分析器（603）中设置有数据分析逻辑，可以对来自数据采集接口装置（602）的信息进行定制逻辑的分析处理；能量管理对象核心数据库装置（605）中包含有物理设备的实例化能量管理对象，并对其进行组织管理；执行结构（606）对核心引擎装置（604）的指令进行转化，并执行指定的动作；核心引擎装置（604）可以调用数据采集接口装置（602）、数据分析器（603）、能量管理对象核心数据库装置（605）、执行结构（606）进行能耗管控，并可以与三方系统协作或被外部调用；数据采集单元（601）通过无线或有线的方式与数据采集接口装置（602）耦合连接，数据采集接口装置（602）与数据分析器（603）连接，数据采集接口装置（602）、数据分析器（603）、能量管理对象核心数据库装置（605）、执行结构（606）均连接到核心引擎装置（604）。

2.根据权利要求1所述信息系统能耗管控平台，其特征在于：所述数据采集单元（601）可以是与物理设备匹配的适配器。

3.根据权利要求1所述信息系统能耗管控平台，其特征在于：所述数据采集接口装置（602）中包含或连接物理设备探查模块（621）。

4.根据权利要求1所述信息系统能耗管控平台，其特征在于：所述核心引擎装置（604）中包含有能耗分析预测模块（641），该模块可以根据历史能耗数据记录数据、历史工作量记录数据、规划的工作数据对未来的能耗需求进行预测。

5.根据权利要求1所述信息系统能耗管控平台，其特征在于：所述执行结构（606）为任务分配机构。

6.根据权利要求1至5所述的其中任一信息系统能耗管控平台，其特征在于：所述能量管理对象核心数据库装置（605）中包含有属性数据库（651）、配置数据库（652）、策略数据库（653）。

7. 根据权利要求6所述信息系统能耗管控平台，其特征在于：能量管理对象核心数据库装置（605）中可以存放物理设备的实例化能量管理对象数据、装备的实例化能量管理对象数据、集合实体的能量管理对象数据。

Images