CN109032324A

CN109032324A - 数据中心功率管控方法、装置、设备及计算机可读介质

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Publication number: CN109032324A
Application number: CN201810717279.3A
Authority: CN
Inventors: 陈维; 李孝众; 张炳华
Original assignee: Beijing Baidu Netcom Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Baidu Netcom Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2018-07-03
Filing date: 2018-07-03
Publication date: 2018-12-18
Anticipated expiration: 2038-07-03
Also published as: CN109032324B

Abstract

本发明提出一种数据中心功率管控方法、装置、设备及计算机可读介质，所述方法包括：采集所述数据中心的机柜的功率；判断所述机柜的功率是否超过设定阈值；如果所述机柜的功率超过设定阈值，则根据所述机柜的每个服务器的功率获得调节系数；根据调节系数对所述机柜的至少一个服务器的CPU占用率和/或CPU频率进行调节。本发明实施例可以为高负载率高密度的数据中心提供供电保障，减少机柜超电风险，提高数据中心可靠性。另外，本发明实施例可在不改变现有电力部署环境的情况下增加服务器部署密度，提高机柜平均功率，降低机架位成本。

Description

数据中心功率管控方法、装置、设备及计算机可读介质

技术领域

本发明涉及智能管控技术领域，尤其涉及一种数据中心功率管控方法及装置、设备和计算机可读介质。

背景技术

随着数据中心服务器部署密度和利用率的提高，服务器采用平均功率策略部署时较充分的利用数据中心机柜的供电及冷却设计容量，机柜的功率密度大大提高。但是当遇到突发事件或业务高峰时，部分机柜峰值功率甚至超出了设计功率，对机房的供电及冷却能力提出了严峻挑战。机柜超电情况出现时，可能会引起机柜服务器局部高温、上级开关跳闸导致服务器掉电造成服务器宕机，对业务安全稳定运行造成不利影响。如何在不改变现有电力部署环境的情况下提高平均功率，或消除可能的超电风险，为业务保驾护航，是数据中心越来越紧迫的需求。

为了降低超电风险，传统数据中心采用减少单列中机柜的部署数量或者减少单机柜中节点的部署数量的等方法，来提高单机柜或者单服务器的峰值功率限值。

数据中心的平均功率负载率和峰值功率负载率差异较大，通过减少单列机柜数量或者减少单机柜服务器节点数量的方法，虽然能够提高单机柜或者单节点的峰值功率限值，但是从数据中心的角度，大大降低了数据中心空间和机架位的利用率，使数据运营成本大幅提高，反而降低了数据中心的平均功率。

发明内容

本发明实施例提供一种数据中心功率管控方法、装置、设备及计算机可读介质，以解决或缓解现有技术中的一个或多个技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种数据中心功率管控方法，包括：

采集所述数据中心的机柜的功率；

判断所述机柜的功率是否超过设定阈值；

如果所述机柜的功率超过设定阈值，则根据所述机柜的每个服务器的功率获得调节系数；

根据调节系数对所述机柜的至少一个服务器的CPU占用率和/或CPU频率进行调节。

结合第一方面，本发明实施例在第一方面的第一种实施方式中，根据所述机柜的每个服务器的功率计算调节系数，包括：

根据所述机柜需要调节的功率值和所述机柜内服务器的数量，分别计算得到每个服务器的调节系数。

结合第一方面的第一种实施方式，本发明实施例在第一方面的第二种实施方式中，所述调节系数包括目标功率值、功率调节比例和功率调节绝对值的任一种。

结合第一方面，本发明实施例在第一方面的第三种实施方式中，如果所述机柜的功率超过设定阈值，则根据所述机柜的每个服务器的功率获得调节系数的步骤，包括:

如果所述机柜的功率大于第一阈值，则根据所述机柜的每个服务器的功率计算出第一调节系数；

如果所述机柜的功率大于第二阈值，则根据所述机柜的每个服务器的功率计算出第二调节系数。

结合第一方面的第三种实施方式，本发明实施例在第一方面的第四种实施方式中，根据调节系数对所述机柜的至少一个服务器的CPU占用率和/或CPU频率进行调节的步骤，包括：

根据第一调节系数，对所述机柜的至少一个服务器的资源分配进行调节，以调节所述服务器CPU的占用率；

根据第二调节系数，对所述机柜的至少一个服务器CPU的频率进行调节。

第二方面，本发明实施例还提供了一种数据中心功率管控装置，包括：

采集模块，用于采集所述数据中心的机柜的功率；

判断模块，用于判断所述机柜的功率是否超过设定阈值；

调节系数获取模块，用于如果所述机柜的功率超过设定阈值，则根据所述机柜的每个服务器的功率获得调节系数；

调节模块，用于根据调节系数对所述机柜的至少一个服务器的CPU占用率和/或CPU频率进行调节。

结合第二方面，本发明实施例在第二方面的第一种实施方式中，所述调节系数获取模块具体用于根据所述机柜需要调节的功率值和所述机柜内服务器的数量，分别计算得到每个服务器的调节系数。

结合第二方面的第一种实施方式，本发明实施例在第二方面的第二种实施方式中，所述调节系数包括目标功率值、功率调节比例和功率调节绝对值的任一种。

结合第二方面，本发明实施例在第二方面的第三种实施方式中，所述调节系数获取模块包括：

第一获取子模块，用于如果所述机柜的功率大于第一阈值，则根据所述机柜的每个服务器的功率计算出第一调节系数；

第二获取子模块，用于如果所述机柜的功率大于第二阈值，则根据所述机柜的每个服务器的功率计算出第二调节系数。

结合第二方面的第三种实施方式，本发明实施例在第二方面的第四种实施方式中，所述调节模块包括：

第一调节子模块，用于根据第一调节系数，对所述机柜的至少一个服务器的资源分配进行调节，以调节所述服务器CPU的占用率；

第二调节子模块，用于根据第二调节系数，对所述机柜的至少一个服务器CPU的频率进行调节。

所述装置的功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。

第三方面，在一个可能的设计中，数据中心功率管控装置的结构中包括处理器和存储器，所述存储器用于存储支持数据中心功率管控装置执行上述第一方面中数据中心功率管控方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。所述数据中心功率管控装置还可以包括通信接口，用于数据中心功率管控装置与其他设备或通信网络通信。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读介质，用于存储数据中心功率管控装置所用的计算机软件指令，其包括用于执行上述第一方面的数据中心功率管控方法所涉及的程序。

本发明实施例可以为高负载率高密度的数据中心提供供电保障，减少机柜超电风险，提高数据中心可靠性。另外，本发明实施例可在不改变现有电力部署环境的情况下增加服务器部署密度，提高机柜平均功率，降低机架位成本。

上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本发明公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本发明范围的限制。

图1为本发明实施例的数据中心功率管控方法的流程图；

图2为本发明实施例的步骤S130的具体步骤流程图；

图3为本发明实施例的步骤S140的具体步骤流程图；

图4为本发明实施例的数据中心的功率管控方法的具体实现流程图；

图5为本发明另一实施例的数据中心功率管控装置的框图；

图6为本发明另一实施例的调节系数获取模块的内部框图；

图7为本发明另一实施例的调节模块的内部框图；

图8为本发明另一实施例的数据中心功率管控装置的一种实现结构图；

图9为本发明另一实施例的数据中心功率管控设备框图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。本发明实施例主要提供了一种通数据中心功率管控的方法及装置，下面分别通过以下实施例进行技术方案的展开描述。

本实施例提供了一种数据中心功率智能管控的方法及装置，主要是以服务器机柜为单元进行动态功率调节，对超过设定阈值的机柜给出功率调节策略，如采用降低服务器CPU占用率或降低CPU频率的方法，保障机柜峰值功率运行在安全红线以内，以下详细介绍本发明实施例的数据中心功率管控方法和装置的具体处理流程和原理。

如图1所示，其为本发明实施例的数据中心功率管控方法的流程图。本发明实施例的数据中心功率管控方法可以包括以下步骤：

S110：采集所述数据中心的机柜的功率。

其中，数据中心供电设施侧可以包括多个机柜。每个机柜中可以设置有多个服务器。从数据中心供电设施侧可以采集每个机柜的运行功率。另外还可以从服务器侧采集机柜的每一个服务器的运行功率。通常，一个机柜的运行功率等于该机柜内所有服务器的运行功率之和。

S120：判断所述机柜的功率是否超过设定阈值。

考虑功率管控的控制周期和下发延时，可以预先设置用于比较的阈值。将机柜的功率与设定阈值进行比较，如果功率大于阈值，可以对该机柜进行调整，以降低该机柜的功率，防止上级开关过流跳闸。

S130：如果所述机柜的功率超过设定阈值，则根据所述机柜的每个服务器的功率获得调节系数。

在一种实施方式中，在计算调节系数时，可以根据所述机柜需要调节的功率值和所述机柜内服务器的数量，分别计算得到每个服务器的调节系数。例如，若当前机柜功率为2000w，需要降低至1800w。此时机柜中有10台服务器，若按照平均计算方式，则每台服务器需要降低20w(200W除以10)。

另外，还可以根据当前服务器的实时负载功率的情况进行调节，即可以计算每台服务器的实时负载功率与当前机柜的总功率的比值，然后再乘以调节的功率数，以获得当前服务器需要调节的功率值。比如，若当前服务器的实时负载功率为400w，与机柜功率的比值为1/5，则需要调节的功率值为40w(200W乘以1/5)。

其中，所述调节系数包括目标功率值、功率调节比例和功率调节绝对值的任一种。例如，若当前服务器的运行的功率是400w，经过计算需要调节至360w，则调节系数形式可以为目标功率值，即360w。或者采用功率调节比例，即降低10％；或者采用功率调节绝对值，即降低40w。

然后，还可以将上一周期的调节后的功率变化值作为下一次的计算基准。比如：若当前下发的调节系数为：将服务器的功率降低40w，但实际执行后只是降低了36w，则下次计算调节系数时可以进行适应的调整，比如将其设置为降低44w等。

如图2所示，在一种实施方式中，所述步骤S130，包括:

S131：如果所述机柜的功率大于第一阈值，则根据所述机柜的每个服务器的功率计算出第一调节系数。

S132：如果所述机柜的功率大于第二阈值，则根据所述机柜的每个服务器的功率计算出第二调节系数。

在本实施方式中，将机柜的功率划分为两个阈值，以采用不同的调节策略进行调节，以快速对机柜的运行功率的进行调节。

S140：根据调节系数对所述机柜的至少一个服务器的CPU占用率和/或CPU频率进行调节。

如图3所示，在一种实施方式中，所述步骤S140包括：

S141：根据第一调节系数，对所述机柜的至少一个服务器的资源分配进行调节，以调节所述服务器CPU的占用率。

例如，若当前的服务器的任务表中有10个运行任务，可以按照任务的优先级别进行排序，减少低优先级任务的资源分配，如减少任务绑核数，从而降低服务器CPU占用率，进而降低整体的机柜运行功率。

S142：根据第二调节系数，对所述机柜的至少一个服务器CPU的频率进行调节。比如可以通过触发服务器内的CPU降频操作的功能，以降低实际的运行功率。

在一种实施方式中，也可以同时对服务器的CPU占用率的调节和频率调节并行执行，以加快对服务器的实时功率的调节。

如图4所示，其为本发明实施例的数据中心的功率管控的具体实现流程图。在具体的实现过程，先获取功率数据，然后分别判断机柜的功率是否超过第一阈值T1和第二阈值T2。

若超过第一阈值，则计算调节系数集A，然后由第一调节单元进行调节。

若超过第二阈值，则计算调节系数集B，然后再由第二调节单元进行调节。若都没有超过第一阈值T1和第二阈值T2，则结束当前的调节流程。

其中，如果当前机柜功率同时超过第一阈值T1和第二阈值T2，则同时通过第一调节单元和第二调节单元对当前机柜的功率进行调节。

如图5所示，本发明实施例还提供了一种数据中心功率管控装置，包括：

采集模块110，用于采集所述数据中心的机柜的功率。

判断模块120，用于判断所述机柜的功率是否超过设定阈值。

调节系数获取模块130，用于如果所述机柜的功率超过设定阈值，则根据所述机柜的每个服务器的功率获得调节系数。

调节模块140，用于根据调节系数对所述机柜的至少一个服务器的CPU占用率和/或CPU频率进行调节。

所述调节系数获取模块130具体用于根据所述机柜需要调节的功率值和所述机柜内服务器的数量，分别计算得到每个服务器的调节系数。

所述调节系数包括目标功率值、功率调节比例和功率调节绝对值的任一种。

如图6所示，所述调节系数获取模块130可以包括：

第一获取子模块131，用于如果所述机柜的功率大于第一阈值，则根据所述机柜的每个服务器的功率计算出第一调节系数；

第二获取子模块132，用于如果所述机柜的功率大于第二阈值，则根据所述机柜的每个服务器的功率计算出第二调节系数。

如图7所示，所述调节模块140包括：

第一调节子模块141，用于根据第一调节系数，对所述机柜的至少一个服务器的资源分配进行调节，以调节所述服务器CPU的占用率。

第二调节子模块142，用于根据第二调节系数，对所述机柜的至少一个服务器CPU的频率进行调节。

如图8所示，其为本实施例的数据中心功率管控装置的一种实现结构图。

在具体的实现过程中，可以采用功率采集器对机柜及机柜内的每个服务器进行实时的功率采集。

然后，通过功率控制器根据实施采集的功率值计算调节系数。然后，再分别将调节系数发送至调节单元1和调节单元2，以对服务器的功率进行调节。

本实施例的数据中心的功率管控装置的原理与上述实施例的数据中心功率的管控方法的原理类似，故不再赘述。

在另一个实施例中，本发明还提供一种数据中心功率管控设备，如图9所示，该设备包括：存储器510和处理器520，存储器510内存储有可在处理器520上运行的计算机程序。所述处理器520执行所述计算机程序时实现上述实施例中的数据中心功率管控方法。所述存储器510和处理器520的数量可以为一个或多个。

该设备还包括：

通信接口530，用于与外界设备进行通信，进行数据交互传输。

存储器510可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

如果存储器510、处理器520和通信接口530独立实现，则存储器510、处理器520和通信接口530可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。所述总线可以是工业标准体系结构(ISA，Industry Standard Architecture)总线、外部设备互连(PCI，PeripheralComponent)总线或扩展工业标准体系结构(EISA，Extended Industry StandardComponent)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图9中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

可选的，在具体实现上，如果存储器510、处理器520及通信接口530集成在一块芯片上，则存储器510、处理器520及通信接口530可以通过内部接口完成相互间的通信。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。

本发明实施例所述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质的更具体的示例至少(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读存储介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

在本发明实施例中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于指令执行系统、输入法或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、射频(Radio Frequency，RF)等等，或者上述的任意合适的组合。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种数据中心功率管控方法，其特征在于，包括：

采集所述数据中心的机柜的功率；

判断所述机柜的功率是否超过设定阈值；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述机柜的每个服务器的功率计算调节系数，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述调节系数包括目标功率值、功率调节比例和功率调节绝对值的任一种。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述机柜的功率超过设定阈值，则根据所述机柜的每个服务器的功率获得调节系数的步骤，包括:

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据调节系数对所述机柜的至少一个服务器的CPU占用率和/或CPU频率进行调节的步骤，包括：

6.一种数据中心功率管控装置，其特征在于，包括：

采集模块，用于采集所述数据中心的机柜的功率；

判断模块，用于判断所述机柜的功率是否超过设定阈值；

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述调节系数获取模块具体用于根据所述机柜需要调节的功率值和所述机柜内服务器的数量，分别计算得到每个服务器的调节系数。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述调节系数包括目标功率值、功率调节比例和功率调节绝对值的任一种。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述调节系数获取模块包括：

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述调节模块包括：

11.一种数据中心功率管控设备，其特征在于，所述设备包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-5中任一所述的数据中心功率管控方法。

12.一种计算机可读介质，其存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一所述的数据中心功率管控方法。