CN103701889A - 一种基于云计算的数据中心节能方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及云计算技术领域，特别是一种基于云计算的数据中心节能方法。本发明首先将数据中心所有服务器进行云化，通过集群控制器信息收集模块获取虚拟机和资源等信息供节能调度模块使用；节能调度模块分析节点控制器信息：区分出节点控制器状态；调度节能处理模块将所有空闲状态下的节点控制器进行休眠。对于非空闲状态下的节点控制器，将其虚拟机在节点控制器之间进行热迁移；如果对于正在运行的节点控制器无法满足用户需要，则唤醒若干台处于休眠状态下的节点。本发明解决了物理服务器负载的实时监控、自动休眠、唤醒问题，可以用于云计算数据中心的节能上。
Description
技术领域
本发明涉及云计算技术领域，特别是一种基于云计算的数据中心节能方法。
背景技术
在传统的数据中心，使用单独的物理服务器运行应用，这种方式一般通过监控物理服务器的负载，监控到物理服务器的负载低时进行人工休眠，需要使用的时候通过人工进行网络唤醒来达到节能的目的，然而，进入云计算时代以后，这种方式会带来以下的问题：
1、应用部署在虚拟机上，大部分物理服务本身的负载都维持在一个不低的水平，物理服务器本身的负载可能达不到进入休眠的条件；
2、物理服务器的负载达到休眠水平也不表示虚拟机上面的应用可以被停止，在云计算的时代，虚拟机以服务的方式被交付给第三方客户使用，休眠物理服务器就等于停止虚拟机，虚拟机上的应用支撑着第三方客户的业务，就算负载低，在没有得到用户允许的情况下，虚拟机不能被停止。
因此，需要一种结合传统网络唤醒技术的云数据中心的节能方法。
远程唤醒技术(WOL,Wake-on-LAN)是由网卡配合其他软硬件，通过处于待机状态的网卡发送特定的数据帧，实现计算机从停机状态启动的一种技术。要实现远程唤醒，首先计算机电源必须是符合ATX2.01标准以上的ATX电源，+5V Standby电流至少在600mA以上。其次主板必须支持。支持远程唤醒的主板在BIOS设置中还要将网卡和PCI设备起动功能打开。最后网卡必须支持WOL 标准。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种基于云计算的数据中心节能方法，解决了现阶段大型数据中心大量浪费电力资源并且管理不善的问题；使数据中心所有的机器可以被云平台智能管控、自动进行节点控制器的休眠与唤醒。
本发明解决上述技术问题的技术方案是：
包括如下步骤：
步骤1：将数据中心所有服务器进行云化搭建云平台，以实现通过单个集群控制器统一控制管理所有节点控制器；
步骤2：然后在集群控制器上启动运行节能调度模块、信息收集模块及节能处理模块；
步骤3：信息收集模块定时不断地与云平台上各节点控制器进行通信以获取各个节点控制器的虚拟机和资源等信息供节能调度模块使用；
步骤4：节能调度模块定时地主动或是实时地根据用户指令被动的分析节点控制器信息；
步骤5：区分出当前时刻所有节点控制器处于空闲状态或非空闲状态；
步骤6：调度节能处理模块将所有空闲状态下的节点控制器进行休眠；
步骤7：对于非空闲状态下的节点控制器，继续分析其上面的虚拟机数量和剩余资源信息，将虚拟机在节点控制器之间进行热迁移，腾出更多空闲的节点控制器进入休眠状态；
步骤8：如果正在运行的节点控制器无法满足用户创建虚拟机或其他需求，则由节能调度模块自动调用节能处理模块唤醒若干台处于休眠状态下的节点。
所述的节能调度模块是指主要负责接收用户操作请求、分析信息收集模块收集到的节点控制器相关信息，和调度节能处理模块进行请求处理；
所述的信息收集模块负责与云平台上各节点控制器进行通信以获取各个节点控制器的虚拟机和资源等信息；
所述的节能处理模块根据调度模块的策略执行相应的操作来控制各个节点以实现云平台的节能。
所述的节点控制器空闲状态是指当前时刻节点控制器上面没有处于正在运行状态中的虚拟机。
所述的节能调度模块被动的分析是指用户通过云平台对外接口发送创建虚拟机、创建存储卷等请求时触发的过程。
所述的节点控制器进行休眠是指节能处理模块向节点控制器发送休眠指令，使其进入低功耗状态。
所述的节点控制器唤醒是节能处理模块向处于待机状态的节点控制器网卡发送特定的数据帧，实现节点从停机状态启动。
采用本发明的方法能将物理服务器上的虚拟机迁移到其他物理服务器上，从而达到低负载的休眠条件，不会出现休眠功能不起效果的情况。而且，可以保证虚拟机不会停机，能保证客户的业务连续运行，不受影响。从而实现了数据中心所有的机器可以被云平台智能管控、自动进行节点控制器的休眠与唤醒；解决了现阶段大型数据中心大量浪费电力资源并且管理不善的问题。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明：
图1为本发明的流程图；
图2为本发明的架构模块图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括如下步骤：
步骤1：将数据中心所有服务器进行云化搭建云平台，以实现通过单个集群控制器统一控制管理所有节点控制器；
步骤2：然后在集群控制器上启动运行节能调度模块、信息收集模块及节能处理模块；
步骤3：信息收集模块定时不断地与云平台上各节点控制器进行通信以获取各个节点控制器的虚拟机和资源等信息供节能调度模块使用；
步骤4：节能调度模块定时地主动或是实时地根据用户指令被动的分析节点控制器信息；
步骤5：区分出当前时刻所有节点控制器处于空闲状态或非空闲状态；
步骤6：调度节能处理模块将所有空闲状态下的节点控制器进行休眠；
步骤7：对于非空闲状态下的节点控制器，继续分析其上面的虚拟机数量和剩余资源信息，将虚拟机在节点控制器之间进行热迁移，腾出更多空闲的节点控制器进入休眠状态；
步骤8：如果正在运行的节点控制器无法满足用户创建虚拟机或其他需求，则由节能调度模块自动调用节能处理模块唤醒若干台处于休眠状态下的节点。
前述的，节能调度模块是指主要负责接收用户操作请求、分析信息收集模块收集到的节点控制器相关信息，和调度节能处理模块进行请求处理；信息收集模块负责与云平台上各节点控制器进行通信以获取各个节点控制器的虚拟机和资源等信息；节能处理模块根据调度模块的策略执行相应的操作来控制各个 节点以实现云平台的节能。节点控制器空闲状态是指当前时刻节点控制器上面没有处于正在运行状态中的虚拟机。节能调度模块被动的分析是指用户通过云平台对外接口发送创建虚拟机、创建存储卷等请求时触发的过程。的节点控制器进行休眠是指节能处理模块向节点控制器发送休眠指令，使其进入低功耗状态。节点控制器唤醒是节能处理模块向处于待机状态的节点控制器网卡发送特定的数据帧，实现节点从停机状态启动。
如图2所示，本发明将数据中心云化，搭建云平台，启动云平台之前，首先配置集群控制器配置文件gTunnel.conf，设置云平台为省电模式：POWER_SAVE=Y。
定义集群控制器上保存各个节点控制器虚拟机结构体：
保存各个节点控制器资源信息结构体：
节点控制器虚拟机信息收集模块通过ncClientCall函数定时调用节点控制器的Web服务与之通信，获取节点控制器虚拟机状态信息：
节能调度模块从节点控制器的信息收集模块获取相关信息，然后根据每个节点控制器上面是否存在正在运行的虚拟机检测每个节点控制器是否处于空闲状态，即判断节点控制器上面处于正在运行的虚拟机数量是否为0，是并且为0 的时间已经超过了实现设定的超时时间config->idleThresh则调用函数powerDown(ccMeta,&(resourceCacheLocal.resources[i]))休眠该节点控制器。
关闭所有空闲的节点控制器之后，节能调度模块对剩余存在正在运行的虚拟机的非空闲节点控制器进一步判断其剩余可用资源，然后向节能处理模块发送虚拟机迁移的消息，实现剩余资源较多的节点控制器的虚拟机向剩余资源较少的节点控制器迁移。
虚拟机迁移接口如下：
int doMigrateInstance(ncMetadata*ccMeta,char*instanceId,char*remoteHostIp)
云平台数据中心最大化进入节能模式之后，如果用户发送的创建虚拟机、启动虚拟机等请求，节能调度模块首先检测待创建或待启动的虚拟机所在的节点控制器的状态，如果节点控制器处于休眠状态，那么首先向节点处理模块发送唤醒节点控制器请求：
首先保证节点控制器的状态处于RESUP、RESASLEEP和RESWAKING其中的一种，对于处于休眠状态下即RESASLEEP的节点控制器，调用powerUp函数远程唤醒该休眠节点。
Claims (10)
1.一种基于云计算的数据中心节能方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：将数据中心所有服务器进行云化搭建云平台，以实现通过单个集群控制器统一控制管理所有节点控制器；
步骤2：然后在集群控制器上启动运行节能调度模块、信息收集模块及节能处理模块；
步骤3：信息收集模块定时不断地与云平台上各节点控制器进行通信以获取各个节点控制器的虚拟机和资源等信息供节能调度模块使用；
步骤4：节能调度模块定时地主动或是实时地根据用户指令被动的分析节点控制器信息；
步骤5：区分出当前时刻所有节点控制器处于空闲状态或非空闲状态；
步骤6：调度节能处理模块将所有空闲状态下的节点控制器进行休眠；
步骤7：对于非空闲状态下的节点控制器，继续分析其上面的虚拟机数量和剩余资源信息，将虚拟机在节点控制器之间进行热迁移，腾出更多空闲的节点控制器进入休眠状态；
步骤8：如果正在运行的节点控制器无法满足用户创建虚拟机或其他需求，则由节能调度模块自动调用节能处理模块唤醒若干台处于休眠状态下的节点。
2.根据权利要求1所述的数据中心节能方法，其特征在于：
所述的节能调度模块是指主要负责接收用户操作请求、分析信息收集模块收集到的节点控制器相关信息，和调度节能处理模块进行请求处理；
所述的信息收集模块负责与云平台上各节点控制器进行通信以获取各个节点控制器的虚拟机和资源等信息；
所述的节能处理模块根据调度模块的策略执行相应的操作来控制各个节点以实现云平台的节能。
3.根据权利要求1所述的数据中心节能方法，其特征在于：所述的节点控制器空闲状态是指当前时刻节点控制器上面没有处于正在运行状态中的虚拟机。
4.根据权利要求2所述的数据中心节能方法，其特征在于：所述的节点控制器空闲状态是指当前时刻节点控制器上面没有处于正在运行状态中的虚拟机。
5.根据权利要求1至4任一项所述的数据中心节能方法，其特征在于：所述的节能调度模块被动的分析是指用户通过云平台对外接口发送创建虚拟机、创建存储卷等请求时触发的过程。
6.根据权利要求1至4任一项所述的数据中心节能方法，其特征在于：所述的节点控制器进行休眠是指节能处理模块向节点控制器发送休眠指令，使其进入低功耗状态。
7.根据权利要求5所述的数据中心节能方法，其特征在于：所述的节点控制器进行休眠是指节能处理模块向节点控制器发送休眠指令，使其进入低功耗状态。
8.根据权利要求1至4任一项所述的数据中心节能方法，其特征在于：所述的节点控制器唤醒是节能处理模块向处于待机状态的节点控制器网卡发送特定的数据帧，实现节点从停机状态启动。
9.根据权利要求5所述的数据中心节能方法，其特征在于：所述的节点控制器唤醒是节能处理模块向处于待机状态的节点控制器网卡发送特定的数据帧，实现节点从停机状态启动。
10.根据权利要求6所述的数据中心节能方法，其特征在于：所述的节点控制器唤醒是节能处理模块向处于待机状态的节点控制器网卡发送特定的数据帧，实现节点从停机状态启动。
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