CN112148107A - 一种数据中心的功耗控制方法、系统及相关组件 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种数据中心的功耗控制方法,包括:在每个时间周期内执行以下操作:获取所有服务器节点的实时功耗;根据实时功耗和节点加权系数,确定每个服务器节点的理想功耗值;对所有理想功耗值求和,得到理想功耗总值;按照每个理想功耗值占理想功耗总值的比例,确认可分配总功耗中对应每个服务器节点的可分配功耗。本申请在每个周期内对每个服务器节点分配功耗份额,也即可分配功耗,该可分配功耗根据每次的实时功耗及节点加权系数确定,可响应功耗需求,减小数据中心内每个服务器节点功耗需求与可分配功耗的差距,实现较为理想的功耗节能效果。本申请还相应公开了数据中心的功耗控制系统、装置及可读存储介质。
Description
技术领域
本发明涉及服务器功耗管理领域,特别涉及一种数据中心的功耗控制方法、系统及相关组件。
背景技术
近些年来,随着IT技术不断发展,云计算和大数据逐渐成为本领域的关注焦点。由于云计算设计基础架构,大数据涉及到海量数据,他们的发展都离不开中心机房的数据中心。中心机房的建设和运行,不仅要满足数据中心的运算和承载需求,还要求节能环保、稳定持续运行。
为了使机房在功耗较低的状态下运行稳定,通常人工设置机房服务器的功耗上限,这种方法需要工作人员对功耗实时监控,依赖工作人员的经验能力,很难做到服务器的需求响应和环保节能之间的平衡。
因此,如何提供一种解决上述技术问题的方案是目前本领域技术人员需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种数据中心的功耗控制方法、系统及相关组件,以便能够智能化调控数据中心的功耗,兼顾功耗需求响应和环保节能。其具体方案如下:
一种数据中心的功耗控制方法,包括:在每个时间周期内执行以下操作:
获取所有服务器节点的实时功耗;
根据所述实时功耗和节点加权系数,确定每个所述服务器节点的理想功耗值;
对所有所述理想功耗值求和,得到理想功耗总值;
按照每个所述理想功耗值占所述理想功耗总值的比例,确认可分配总功耗中对应每个所述服务器节点的可分配功耗。
优选的,所述节点加权系数包括:
根据每个所述服务器节点在数据中心的优先级确定的优先级系数。
优选的,所述节点加权系数还包括每个所述服务器节点的资源有效占用系数;
相应的,所述根据每个所述服务器节点的实时功耗和节点加权系数,确定每个所述服务器节点的理想功耗值之前,还包括:
根据每个所述服务器节点在当前时间周期的所述实时功耗与上一时间周期的所述可分配功耗的比值,确定所述资源有效占用系数。
优选的,所述根据每个所述服务器节点在当前时间周期的所述实时功耗与上一时间周期的所述可分配功耗的比值,确定所述资源有效占用系数的过程,具体包括:
计算每个所述服务器节点在当前时间周期的所述实时功耗与上一时间周期的所述可分配功耗的比值;
根据所述比值是否超出预设占用范围,确定所述资源有效占用系数。
优选的,所述节点加权系数包括:
根据每个所述服务器节点的所述实时功耗在历史时间周期内的变化趋势,确定的第一冗余备用系数。
优选的,所述获取所有服务器节点的实时功耗的过程,包括:
获取所有服务器节点的实时功耗和实时温度;
相应的,所述根据所述实时功耗和节点加权系数,确定每个所述服务器节点的理想功耗值的过程,包括:
根据所述实时功耗、所述实时温度和节点加权系数,确定每个所述服务器节点的理想功耗值。
优选的,所述节点加权系数还包括:
根据每个所述服务器节点的所述实时温度在历史时间周期内的变化趋势,确定的第二冗余备用系数。
相应的,本申请还公开了一种数据中心的功耗控制系统,包括:
数据获取模块,用于在每个时间周期内获取所有服务器节点的实时功耗;
计算模块,用于在每个所述时间周期内根据所述实时功耗和节点加权系数,确定每个所述服务器节点的理想功耗值,还用于对所有所述理想功耗值求和,得到理想功耗总值;
分配模块,用于在每个所述时间周期内按照每个所述理想功耗值占所述理想功耗总值的比例,确认可分配总功耗中对应每个所述服务器节点的可分配功耗。
相应的,本申请还公开了一种数据中心的功耗控制装置,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序时实现如上文任一项所述数据中心的功耗控制方法的步骤。
相应的,本申请还公开了一种可读存储介质,所述可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如上文任一项所述数据中心的功耗控制方法的步骤。
本申请公开了一种数据中心的功耗控制方法,包括:在每个时间周期内执行以下操作:获取所有服务器节点的实时功耗;根据所述实时功耗和节点加权系数,确定每个所述服务器节点的理想功耗值;对所有所述理想功耗值求和,得到理想功耗总值;按照每个所述理想功耗值占所述理想功耗总值的比例,确认可分配总功耗中对应每个所述服务器节点的可分配功耗。本申请在每个周期内对每个服务器节点分配功耗份额,也即可分配功耗,该可分配功耗根据每次的实时功耗及节点加权系数确定,可响应功耗需求,减小数据中心内每个服务器节点功耗需求与可分配功耗的差距,实现较为理想的功耗节能效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中一种数据中心的功耗控制方法的步骤流程图;
图2为本发明实施例中一种数据中心的功耗控制系统的结构分布图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为了使机房在功耗较低的状态下运行稳定,通常人工设置机房服务器的功耗上限,这种方法需要工作人员对功耗实时监控,依赖工作人员的经验能力,很难做到服务器的需求响应和环保节能之间的平衡。本申请在每个周期内对每个服务器节点分配功耗份额,也即可分配功耗,该可分配功耗根据每次的实时功耗及节点加权系数确定,可响应功耗需求,减小数据中心内每个服务器节点功耗需求与可分配功耗的差距,实现较为理想的功耗节能效果。
本发明实施例公开了一种数据中心的功耗控制方法,包括:参见图1所示,在每个时间周期内执行以下操作:
S1:获取所有服务器节点的实时功耗;
其中,第i个时间周期内第j个服务器节点的实时功耗为Pi,j;
S2:根据上述实时功耗和节点加权系数,确定每个上述服务器节点的理想功耗值;
其中,节点加权系数ai,j一般根据服务器节点在数据中心的优先级、实际功耗占可分配功耗的资源使用效率百分比等情况确定,其取值一般在1上下,范围可选0.5~1.5之间,具体的系数可根据数据中心的实际需求设置。
S3:对所有上述理想功耗值求和,得到理想功耗总值;
S4:按照每个上述理想功耗值占上述理想功耗总值的比例,确认可分配总功耗中对应每个上述服务器节点的可分配功耗。
也就是说,可分配功耗以下式确定:
其中,Plim,i,j为第i个时间周期内第j个服务器节点的可分配功耗,Plim,i为数据中心中所有服务器节点在第i个时间周期内的可分配总功耗。
可以理解的是,本实施例中时间周期对应数据中心的功耗响应速度,时间周期越短,功耗响应速度越快,具体的时间周期可根据需求进行设定。
本申请公开了一种数据中心的功耗控制方法,包括:在每个时间周期内执行以下操作:获取所有服务器节点的实时功耗;根据上述实时功耗和节点加权系数,确定每个上述服务器节点的理想功耗值;对所有上述理想功耗值求和,得到理想功耗总值;按照每个上述理想功耗值占上述理想功耗总值的比例,确认可分配总功耗中对应每个上述服务器节点的可分配功耗。本申请在每个周期内对每个服务器节点分配功耗份额,也即可分配功耗,该可分配功耗根据每次的实时功耗及节点加权系数确定,可响应功耗需求,减小数据中心内每个服务器节点功耗需求与可分配功耗的差距,实现较为理想的功耗节能效果。
本发明实施例公开了一种具体的数据中心的功耗控制方法,相对于上一实施例,本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化。
具体的,上述节点加权系数包括:
根据每个上述服务器节点在数据中心的优先级确定的优先级系数。
也即,第j个服务器节点的优先级系数为αj,该系数一般不会随着时间周期发生变化,例如数据中心的优先级包括高、中、低三个级别,其对应的优先级系数可分别设为1.1、1和0.9,利用具体的优先级系数进行后续理想功耗值计算。
进一步的,上述节点加权系数还包括每个上述服务器节点的资源有效占用系数;
相应的,上述根据每个上述服务器节点的实时功耗和节点加权系数,确定每个上述服务器节点的理想功耗值之前,还包括:
根据每个上述服务器节点在当前时间周期的上述实时功耗与上一时间周期的上述可分配功耗的比值,确定上述资源有效占用系数。
可以理解的是,资源有效占用系数体现了上一时间周期确定的可分配功耗是否合理,如果合理,则当前时间周期内实际功耗与上一时间周期的可分配功耗的比值通常在一个较为合理的范围内,该比值一般在70%-90%之间,此时实际功耗没有过高占用资源,尚留有一定的冗余备用空间,同时也没有浪费可分配功耗,占用其他服务器节点的功耗分配。
因此,上述根据每个上述服务器节点在当前时间周期的上述实时功耗与上一时间周期的上述可分配功耗的比值,确定上述资源有效占用系数的过程,具体包括:
计算每个上述服务器节点在当前时间周期的上述实时功耗与上一时间周期的上述可分配功耗的比值;
根据上述比值是否超出预设占用范围,确定上述资源有效占用系数。
其中,该比值与预设占用范围的关系,包括大于预设占用范围的上限、在预设占用范围内、小于预设占用范围的下限三种,上文已提到,该比值在预设占用范围内是较为合理的,此时资源有效占用系数βi,j可设为1,当该比值大于预设占用范围的上限,则比值过高,需要增加可分配功耗,因此资源有效占用系数βi,j可设为大于1的某值,当该比值小于预设占用范围的下限,则比值过低,造成对可分配功耗的浪费,需要调低可分配功耗,因此资源有效占用系数βi,j可设为小于1的某值。进一步的,对于资源有效占用系数的取值,还可更为细致地进行分层,如比值r不小于95%时,意味着可分配功耗即将耗尽,可设置一个较大的资源有效占用系数如1.5来增大该服务器节点的可分配功耗。
进一步的,实际功耗的变化趋势也可作为功耗控制的参考之一,上述节点加权系数包括:
根据每个上述服务器节点的上述实时功耗在历史时间周期内的变化趋势,确定的第一冗余备用系数。
这里的变化趋势包括平均数、均值或方差,历史时间周期可取距离当前时间周期最近的若干个时间周期,分析其变化趋势,可预测服务器节点的功耗需求,如变化趋势平缓、实时功耗稳定,第j个服务器节点在第i个时间周期的第一冗余备用系数可取ti,j=1,如变化趋势陡峭,可取ti,j为大于1的某值。
除了功耗本身外,温度也可反应服务器节点的功耗情况,因此上述获取所有服务器节点的实时功耗的过程,可包括:
获取所有服务器节点的实时功耗和实时温度;
相应的,上述根据上述实时功耗和节点加权系数,确定每个上述服务器节点的理想功耗值的过程,包括:
根据上述实时功耗、上述实时温度和节点加权系数,确定每个上述服务器节点的理想功耗值。
进一步的,与实时功耗的变化趋势类似,实时温度也可作为功耗分配的参考量,上述节点加权系数还包括:
根据每个上述服务器节点的上述实时温度在历史时间周期内的变化趋势,确定的第二冗余备用系数。
具体的,第二冗余备用系数si,j的取值原则与第一冗余备用系数类似。
进一步的,实时温度还会反应数据中心是否正常制冷降温,对实时温度过高或过低的服务器节点,可向工作人员上报情况,以便工作人员进行实地检查,以排除故障隐患。
可以理解的是,以上提到的节点加权系数,包括优先级系数、资源有效占用系数、第一冗余备用系数、第二冗余备用系数,计算时均与实际功耗相乘来求取理想功耗值。
这些系数外,还可以设置其他的权重系数来调整服务器节点的功耗份额,从而达到对数据中心较为理想的功耗控制。
相应的,本申请还公开了一种数据中心的功耗控制系统,参见图2所示,包括:
数据获取模块01,用于在每个时间周期内获取所有服务器节点的实时功耗;
计算模块02,用于在每个上述时间周期内根据上述实时功耗和节点加权系数,确定每个上述服务器节点的理想功耗值,还用于对所有上述理想功耗值求和,得到理想功耗总值;
分配模块03,用于在每个上述时间周期内按照每个上述理想功耗值占上述理想功耗总值的比例,确认可分配总功耗中对应每个上述服务器节点的可分配功耗。
本申请在每个周期内对每个服务器节点分配功耗份额,也即可分配功耗,该可分配功耗根据每次的实时功耗及节点加权系数确定,可响应功耗需求,减小数据中心内每个服务器节点功耗需求与可分配功耗的差距,实现较为理想的功耗节能效果。
在一些具体的实施例中,上述节点加权系数包括:
根据每个上述服务器节点在数据中心的优先级确定的优先级系数。
优选的,上述节点加权系数还包括每个上述服务器节点的资源有效占用系数;
相应的,上述计算模块02还用于:
根据每个上述服务器节点在当前时间周期的上述实时功耗与上一时间周期的上述可分配功耗的比值,确定上述资源有效占用系数。
在一些具体的实施例中,上述计算模块还用于:
计算每个上述服务器节点在当前时间周期的上述实时功耗与上一时间周期的上述可分配功耗的比值;
根据上述比值是否超出预设占用范围,确定上述资源有效占用系数。
在一些具体的实施例中,上述节点加权系数包括:
根据每个上述服务器节点的上述实时功耗在历史时间周期内的变化趋势,确定的第一冗余备用系数。
在一些具体的实施例中,上述数据获取模块01还用于:
获取所有服务器节点的实时功耗和实时温度;
相应的,上述计算模块02还用于:
根据上述实时功耗、上述实时温度和节点加权系数,确定每个上述服务器节点的理想功耗值。
在一些具体的实施例中,上述节点加权系数还包括:
根据每个上述服务器节点的上述实时温度在历史时间周期内的变化趋势,确定的第二冗余备用系数。
相应的,本申请实施例还公开了一种数据中心的功耗控制装置,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行上述计算机程序时实现如上文任一项实施例上述数据中心的功耗控制方法的步骤。
相应的,本申请实施例还公开了一种可读存储介质,上述可读存储介质上存储有计算机程序,上述计算机程序被处理器执行时实现如上文任一项实施例上述数据中心的功耗控制方法的步骤。
其中,有关功耗控制装置和可读存储介质的具体细节,可参照上文实施例中数据中心的功耗控制方法的相关内容。
其中,本实施例中数据中心的功耗控制装置和可读存储介质均具有与上文实施例中数据中心的功耗控制方法相同的有益效果。
最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种数据中心的功耗控制方法、系统及相关组件进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种数据中心的功耗控制方法,其特征在于,包括:在每个时间周期内执行以下操作:
获取所有服务器节点的实时功耗;
根据所述实时功耗和节点加权系数,确定每个所述服务器节点的理想功耗值;
对所有所述理想功耗值求和,得到理想功耗总值;
按照每个所述理想功耗值占所述理想功耗总值的比例,确认可分配总功耗中对应每个所述服务器节点的可分配功耗。
2.根据权利要求1所述功耗控制方法,其特征在于,所述节点加权系数包括:
根据每个所述服务器节点在数据中心的优先级确定的优先级系数。
3.根据权利要求2所述功耗控制方法,其特征在于,
所述节点加权系数还包括每个所述服务器节点的资源有效占用系数;
相应的,所述根据每个所述服务器节点的实时功耗和节点加权系数,确定每个所述服务器节点的理想功耗值之前,还包括:
根据每个所述服务器节点在当前时间周期的所述实时功耗与上一时间周期的所述可分配功耗的比值,确定所述资源有效占用系数。
4.根据权利要求3所述功耗控制方法,其特征在于,所述根据每个所述服务器节点在当前时间周期的所述实时功耗与上一时间周期的所述可分配功耗的比值,确定所述资源有效占用系数的过程,具体包括:
计算每个所述服务器节点在当前时间周期的所述实时功耗与上一时间周期的所述可分配功耗的比值;
根据所述比值是否超出预设占用范围,确定所述资源有效占用系数。
5.根据权利要求1至4任一项所述功耗控制方法,其特征在于,所述节点加权系数包括:
根据每个所述服务器节点的所述实时功耗在历史时间周期内的变化趋势,确定的第一冗余备用系数。
6.根据权利要求5所述功耗控制方法,其特征在于,所述获取所有服务器节点的实时功耗的过程,包括:
获取所有服务器节点的实时功耗和实时温度;
相应的,所述根据所述实时功耗和节点加权系数,确定每个所述服务器节点的理想功耗值的过程,包括:
根据所述实时功耗、所述实时温度和节点加权系数,确定每个所述服务器节点的理想功耗值。
7.根据权利要求6所述功耗控制方法,其特征在于,所述节点加权系数还包括:
根据每个所述服务器节点的所述实时温度在历史时间周期内的变化趋势,确定的第二冗余备用系数。
8.一种数据中心的功耗控制系统,其特征在于,包括:
数据获取模块,用于在每个时间周期内获取所有服务器节点的实时功耗;
计算模块,用于在每个所述时间周期内根据所述实时功耗和节点加权系数,确定每个所述服务器节点的理想功耗值,还用于对所有所述理想功耗值求和,得到理想功耗总值;
分配模块,用于在每个所述时间周期内按照每个所述理想功耗值占所述理想功耗总值的比例,确认可分配总功耗中对应每个所述服务器节点的可分配功耗。
9.一种数据中心的功耗控制装置,其特征在于,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述数据中心的功耗控制方法的步骤。
10.一种可读存储介质,其特征在于,所述可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述数据中心的功耗控制方法的步骤。
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刘慧: "《可再生能源供电的数据中心节能方法研究》", 31 December 2017 * |
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