CN112235859B - 一种基于多目标约束的动态能耗控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于多目标约束的动态能耗控制方法，该方法包括以下步骤：测试获取业务运行的各类X86服务器上限平均功耗值；从资源调度系统动态获取业务运行资源池的详细信息和业务运行的详细信息；动态建立业务运行能耗管理组和非业务运行能耗管理组，更新并操作业务运行能耗管理组和非业务运行能耗管理组的主机信息；根据获取的各类服务器上限平均功耗限值，业务运行能耗管理组设置平均功耗上限值和对应的时间区域，非业务运行能耗管理组则设置关机策略。通过该方法，分析了作业运行的时效关系，动态建立了业务运行能耗管理组和非业务运行能耗管理组，在保证业务运行时效不受影响的前提下，最大程度地达到绿色节能效果。

Description

一种基于多目标约束的动态能耗控制方法
技术领域
本发明涉及绿色节能技术领域，具体来说，涉及一种基于多目标约束的动态能耗控制方法。
背景技术
在绿色节能领域，目前Intel芯片具有DCM节能技术，主要分为三类：第一类是对于使用率低的服务器建立关机组，控制关机；第二类是通过检测温度和空调进行联动，实现节能；第三类是通过Intel DCM的Power Capping技术对利用率高的服务器CPU功耗上限值进行限制，实现节能。
这三类技术对服务器均可以实现不同程度的节能效果，但这些节能技术并没有从卫星应用的角度出发，根据卫星业务运行资源池、业务运行时间、运行时效等方面结合，实现作业时效、服务器功耗限制、动态开关机等多目标约束的动态能耗节能方法。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种基于多目标约束的动态能耗控制方法，能够克服现有技术的上述不足。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于多目标约束的动态能耗控制方法，该方法包括以下步骤：
S1：测试各种类型X86服务器的参数，获取业务运行的上限平均功耗值；
S2：从资源调度系统中定时获取业务运行资源池的详细信息和业务运行的详细信息，通过对业务时效要求和运行时间的分析，确定高时效和非高时效业务运行的时间区域，其中，业务运行资源池的详细信息包括主机名、管理IP地址和物理位置，业务运行的详细信息包括作业任务、运行开始时间、运行时效要求；
S3：根据获取的业务运行资源池信息通过Intel DCM建立业务运行能耗管理组和非业务运行能耗管理组，根据业务运行资源池的变化，动态更新并操作业务运行能耗管理组和非业务运行能耗管理组的主机信息，其中，Intel DCM为Intel芯片温度与能耗监测及管理软件，业务运行资源池的信息包括主机名、管理IP地址、物理位置，更新并操作的业务运行能耗管理组和非业务运行能耗管理组的主机信息包括添加、变更、删除主机信息；
S4：根据非高时效业务运行的时间区域，对业务运行能耗管理组在该时间区域设置平均功耗上限值，其中，设置的上限值则根据所述步骤S1获取的各类X86服务器上限平均功耗限值进行设置，非业务运行能耗管理组设置关机策略。
进一步的，X86服务器为2/4/8路服务器。
进一步的，所述步骤S1包括以下步骤：
S11：分别测试X86服务器在运行业务时的相关参数，其中，相关参数包括实际平均功耗值、业务运行时间；
S12：设置服务器的平均功耗上限值，再次运行业务作业，记录参数，其中，记录的参数包括实际平均功耗值、业务运行时间、业务运行增长时间、业务运行时效是否影响性判断；
S13：通过不断降低平均功耗上限值，直至业务运行时效受到影响时为止，记录此时上限平均功耗值。
本发明的有益效果：本发明通过获取卫星资源调度系统中业务运行资源池信息和业务运行信息，分析业务运行的时效关系，动态建立业务运行能耗管理组和非业务运行能耗管理组，根据业务时效性要求，业务运行能耗管理组设置平均功耗上限值和对应时间区域；非业务运行能耗管理组则设置关机策略。在保证业务运行时效不受影响的前提下，最大程度地达到绿色节能效果。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的一种基于多目标约束的动态能耗控制方法的流程框图。
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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，根据本发明实施例所述的一种基于多目标约束的动态能耗控制方法的流程框图，包括以下步骤：
S1：测试各种类型X86服务器的参数，获取业务运行的上限平均功耗值；
S2：从资源调度系统中定时获取业务运行资源池的详细信息和业务运行的详细信息，通过对业务时效要求和运行时间的分析，确定高时效和非高时效业务运行的时间区域，其中，业务运行资源池的详细信息包括主机名、管理IP地址和物理位置，业务运行的详细信息包括作业任务、运行开始时间、运行时效要求；
S3：根据获取的业务运行资源池信息通过Intel DCM建立业务运行能耗管理组和非业务运行能耗管理组，根据业务运行资源池的变化，动态更新并操作业务运行能耗管理组和非业务运行能耗管理组的主机信息，其中，Intel DCM为Intel芯片温度与能耗监测及管理软件，业务运行资源池的信息包括主机名、管理IP地址、物理位置，更新并操作的业务运行能耗管理组和非业务运行能耗管理组的主机信息包括添加、变更、删除主机信息；
S4：根据非高时效业务运行的时间区域，对业务运行能耗管理组在该时间区域设置平均功耗上限值，其中，设置的上限值则根据所述步骤S1获取的各类X86服务器上限平均功耗限值进行设置；非业务运行能耗管理组设置关机策略。
在本发明的一个具体实施例中，X86服务器为2/4/8路服务器。
步骤S1包括以下步骤：
S11：分别测试X86服务器在运行业务时的相关参数，其中，相关参数包括实际平均功耗值、业务运行时间；
S12：设置服务器的平均功耗上限值，再次运行业务作业，记录参数，其中，记录的参数包括实际平均功耗值、业务运行时间、业务运行增长时间、业务运行时效是否影响性判断；
S13：通过不断降低平均功耗上限值，直至业务运行时效受到影响时为止，记录此时上限平均功耗值。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下对本发明的上述技术方案进行详细说明。
1.测试各种类型的X86服务器，获取业务运行的上限平均功耗值。
(1)选择碳卫星系统2、4、8路服务器各1台，在每台服务器上提交业务作业，通过Intel DCM能耗管理记录CPU利用率达到的最高值功耗(每3分钟以内平均值为采样点)、平均功耗值(3分钟以内平均值为采样点)、业务运行时间、业务是否正常。当CPU的利用率最高值达到90％左右时，进行降功耗测试。
(2)将平均功耗值按照比例降低(如2％，4％，8％，10％)，设置平均功耗上限。记录限制功耗后业务作业运行期间CPU利用率达到的最高值(3分钟以内平均值为采样点)、实际平均功耗值(3分钟以内平均值为采样点)、业务运行时间、业务运行增长时间、业务运行时效是否影响。通过不断降低功耗测试，直至业务运行时效受到影响，记录此时平均功耗数值，即为上限平均功耗值。
具体记录如下表：
Figure BDA0002695051220000041
Figure BDA0002695051220000051
根据测试值，2路服务器最大可降低功耗到408W,4路服务器最大可降低功耗到731W,8路服务器最大可降低功耗到1380W。
2.从资源调度系统中定时获取业务运行资源池的详细信息(主机名、管理IP地址以及物理位置)、各类业务运行的详细信息(作业任务，运行开始时间，运行时效要求)，通过对业务时效要求和运行时间的分析，确定高时效和非高时效业务运行的时间区域。
通过资源调度系统的命令获取碳卫星系统业务运行资源组的主机名，再根据主机名获取对应的管理IP地址表和物理位置，得到碳卫星系统业务运行资源池信息。
Figure BDA0002695051220000052
Figure BDA0002695051220000061
1天高时效业务运行时间区域：
业务名 运行开始时间 运行时长
产品预处理任务1 3:00 10min
产品预处理任务n 4:00 10min
产品生成任务1 6:30 15min
产品生成任务n 8:30 15min
通过对1天业务时效要求和完成时间的分析，确定高时效业务运行的时间区域为3:00-9:00，根据24小时制，10:00-24:00时间段则为非高时效业务运行的时间区域。
3.动态建立业务运行能耗管理组和非业务运行能耗管理组，可进行添加、变更、删除主机等操作。
通过Intel DCM能耗管理将从资源调度系统获取的碳卫星系统业务运行主机名、管理IP地址、物理位置等信息建立业务运行能耗管理组。DCM管理范围内的其他主机则统一建立非业务运行能耗管理组。业务运行能耗管理组中的信息可进行变更，包括IP地址变更、主机名变更、增加新主机、删除主机等功能。当业务运行资源池中的主机发生增加和删除等变更时，通过获取资源调度系统的命令，获取主机名列表，确认管理IP地址和物理位置信息后更新业务运行能耗管理组，同时更新非业务运行能耗管理组中主机信息。
4.根据非高时效业务运行的时间区域，对业务运行能耗管理组在该时间区域设置平均功耗上限值；其中，设置的上限值则根据所述步骤S1获取的各类X86服务器上限平均功耗限值进行设置；非业务运行能耗管理组则设置关机策略。
在碳卫星系统非高时效业务运行10:00-24:00时间区域，将业务运行能耗管理组中的各类服务器根据S1步骤的测试结果设置平均功耗上限值，非业务运行能耗管理组则设置关机策略。经过实际运行，各类服务器的平均功耗明显下降，达到了对功耗节能的目的。
业务运行能耗管理组服务器设置平均功耗值及节能效果：
Figure BDA0002695051220000071
非业务运行能耗管理组节能效果：
主机名 服务器类型 关机后节省功耗(W)
c2-13 2路服务器 272
c2-14 2路服务器 272
c4-24 4路服务器 390
c4-25 4路服务器 390
c8-7 8路服务器 790
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明通过获取卫星资源调度系统中业务运行资源池信息和业务运行信息，分析业务运行的时效关系，动态建立业务运行能耗管理组和非业务运行能耗管理组，根据业务时效性要求，业务运行能耗管理组设置平均功耗上限值和对应时间区域；非业务运行能耗管理组则设置关机策略。在保证业务运行时效不受影响的前提下，最大程度地达到绿色节能效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于多目标约束的动态能耗控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：测试各种类型X86服务器的参数，获取业务运行的上限平均功耗值；
所述步骤S1包括以下步骤：
S11：分别测试各类X86服务器在运行业务时的相关参数，其中，相关参数包括实际平均功耗值、业务运行时间；
S12：设置服务器的平均功耗上限值，再次运行业务作业，记录参数，其中，记录的参数包括实际平均功耗值、业务运行时间、业务运行增长时间、业务运行时效影响性判断；
S13：通过不断降低平均功耗上限值，直至业务运行时效受到影响时为止，记录此时上限平均功耗值；
S2：从资源调度系统中定时获取业务运行资源池的详细信息和业务运行的详细信息，通过对业务时效要求和运行时间的分析，确定高时效和非高时效业务运行的时间区域，其中，业务运行资源池的详细信息包括主机名、管理IP地址和物理位置，业务运行的详细信息包括作业任务、运行开始时间、运行时效要求；
S3：根据获取的业务运行资源池信息通过Intel DCM建立业务运行能耗管理组和非业务运行能耗管理组，根据业务运行资源池的变化，动态更新并操作业务运行能耗管理组和非业务运行能耗管理组的主机信息，其中，Intel DCM为Intel 芯片温度与能耗监测及管理软件，业务运行资源池的信息包括主机名、管理IP地址、物理位置，更新并操作的业务运行能耗管理组和非业务运行能耗管理组的主机信息包括添加、变更、删除主机信息；
S4：根据非高时效业务运行的时间区域，对业务运行能耗管理组在该时间区域设置平均功耗上限值，其中，设置的上限值则根据所述步骤S1获取的各类X86服务器上限平均功耗限值进行设置；非业务运行能耗管理组设置关机策略。
2.根据权利要求1所述的一种基于多目标约束的动态能耗控制方法，其特征在于，X86服务器为2/4/8路服务器。
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