CN113934241A - 一种基于sdn的机房温度调节方法及设备 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例公开了一种基于SDN的机房温度调节方法及设备，方法包括：实时采集机房内各机架处的温度信息与对应的机架位置信息，并将温度信息与对应的机架位置信息发送至SDN控制系统的SDN控制器，其中，SDN控制器连接机房内空调管理网；根据温度信息与预设机架基线温度，确定SDN控制器待发送的控制指令，其中，控制指令包括升高温度和降低温度；根据机架位置信息确定待发送指令的目标空调，以便于通过SDN控制器向空调管理网发送对应的控制指令，并通过空调管理网对目标空调进行控制，实现机房温度调节，实现机房内温度的智能调节，有效降低了机房的用电成本，使得机房内温度位置更加便捷；根据基线温度控制空调温度，减少机房不必要的电力浪费。

Description

一种基于SDN的机房温度调节方法及设备

技术领域

本说明书涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于SDN的机房温度调节方法及设备。

背景技术

近年来，随着电子信息系统、网络及云的应用规模不断扩大，数据中心或云机房的数量越来越多，分布式数据中心的占比也逐渐增大。

现有的机房一般会设置空调系统，来保证良好机房环境，使得机房能够正常稳定的运行，如MEC机房，其集成了多个IT柜及电源柜，其温度控制对其稳定运行尤为重要。由于数据中心以及云机房的数据较多，对于机房的温度，大都使用粗放的统一温度调控，无法兼顾机房内所有设备，随之而来的是对电力的资源的浪费，若在每一个空调出风口都使用人工进行管理、调控，也会增加额外的人力成本。

发明内容

本说明书一个或多个实施例提供了一种基于SDN的机房温度调节方法及设备，用于解决如下技术问题：现有的机房温度控制使用统一温度调控，浪费电力资源，无法兼顾机房内所有设备处于合适的温度下。

本说明书一个或多个实施例采用下述技术方案：

本说明书一个或多个实施例提供一种基于SDN的机房温度调节方法，所述方法包括：实时采集机房内各机架处的温度信息与对应的机架位置信息，并将所述温度信息与对应的所述机架位置信息发送至SDN控制系统的SDN控制器，其中，所述SDN控制器连接所述机房内空调管理网；根据所述温度信息与预设机架基线温度，确定所述SDN控制器待发送的控制指令，其中，所述控制指令包括升高温度和降低温度；根据所述机架位置信息确定待发送指令的目标空调，以便于通过所述SDN控制器向所述空调管理网发送对应的控制指令，并通过所述空调管理网对目标空调进行控制，实现机房温度调节。

进一步地，所述实时采集机房内各机架处的温度信息与对应的机架位置信息，具体包括：在所述机房的各个机架处设置传感光纤，通过所述传感光纤实时采集机房内各机架处的温度信息；通过光纤传感系统获取所述温度信息，并根据所述温度信息对应的光纤传感位置确定光纤位置信息；根据所述光纤位置信息确定对应的机架位置信息。

进一步地，所述将所述温度信息与对应的所述机架位置信息发送至SDN控制系统的SDN控制器，具体包括：将所述温度信息和所述机架位置信息以json数据格式，通过REST接口发送至SDN控制系统的SDN控制器。

进一步地，所述通过REST接口发送至SDN控制系统的SDN控制器之后，所述方法还包括：所述SDN控制系统接收到所述温度信息和所述机架位置信息后，根据所述温度信息和所述机架位置信息，在web页面进行可视化的展示每个位置处的机架温度。

进一步地，所述根据所述温度信息与预设机架基线温度，确定所述SDN控制器的指令类型之前，所述方法还包括：在预设时间间隔内，采集机房内各个机架在预设时间周期内的温度值，将多个温度值存储在所述SDN控制系统的数据库中；调用数据库中的多个温度值，使用叠加求平均的算法，设置各机架基线温度。

进一步地，所述根据所述温度信息与预设机架基线温度，确定所述SDN控制器的指令类型，具体包括：当所述温度信息高于所述机架基线温度时，所述SDN控制器待发送的指令类型为降低温度；当所述温度信息低于所述机架基线温度时，所述SDN控制器待发送的指令类型为升高温度。

进一步地，所述通过所述SDN控制器向所述空调管理网发送对应的控制指令，并通过所述空调管理网对目标空调进行控制，实现机房温度调节之前，所述方法包括：在所述机房的各个机架上方设置多个空调设备，并在每个空调设备中配置空调控制器；将多个空调控制器通过所述空调管理网接入SDN控制系统中，以便于多个空调控制器通过所述空调管理网，接收所述SDN控制系统的控制指令，并通过所述空调控制器对目标空调进行控制，调节空调设备对应机架的温度。

进一步地，所述在所述机房的各个机架处设置传感光纤，具体包括：根据机房内各机架的分布情况，通过预设的布线规则在所述机房内铺设所述传感光纤。

进一步地，所述实现机房温度调节之后，所述方法还包括：根据所述机房内的设备的历史温度与设备功率值的对应关系，确定出所述设备的节电温度阈值；预先对所述空调控制器设置节能优化模式，在所述节能优化模式下，所述空调控制器控制设备温度为所述节电温度阈值；监测所述各设备处的实时温度，根据所述设备的实时温度和所述设备的位置，生成温度分布图，并发送至所述SDN控制系统；当所述温度分布图中出现一个或多个热点时，所述SDN控制系统通过所述空调管理网，向所述空调控制器发送节能优化的控制指令，其中，所述热点表示温度高于或低于所述节电温度阈值。

本说明书一个或多个实施例提供一种基于SDN的机房温度调节设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述方法。

本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：根据机房内实际温度对指定的空调设备进行控制，实现机房内温度的智能调节，有效降低了机房的用电成本；通过SDN控制器以及分布式测温的方式，使得机房内温度位置更加智能、便捷；另外，通过SDN控制系统能够可视化展示机架温度，并根据基线温度控制空调温度，减少机房不必要的电力浪费。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书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说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本说明书实施例提供的一种基于SDN的机房温度调节方法流程示意图；

图2为本说明书实施例提供的一种基于SDN的机房温度调节系统结构示意图；

图3为本说明书实施例提供的一种基于SDN的机房温度调节设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书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说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。

近年来，随着电子信息系统、网络及云的应用规模不断扩大，数据中心或云机房的数量越来越多，分布式数据中心的占比也逐渐增大。现有的机房一般会设置空调系统，来保证良好机房环境，使得机房能够正常稳定的运行，如MEC机房，其集成了多个IT柜及电源柜，其温度控制对其稳定运行尤为重要。由于数据中心以及云机房的数据较多，对于机房的温度，大都使用粗放的统一温度调控，无法兼顾机房内所有设备，随之而来的是对电力的资源的浪费，若在每一个空调出风口都使用人工进行管理、调控，也会增加额外的人力成本。本说明书实施例提供一种基于SDN的机房温度调节方法及设备，用于解决上述问题。

需要说明的是，软件定义网络(SoftwareDefinedNetwork，SDN)是由美国斯坦福大学CLeanState课题研究组提出的一种新型网络创新架构，是网络虚拟化的一种实现方式。其核心技术OpenFlow通过将网络设备的控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，使网络作为管道变得更加智能，为核心网络及应用的创新提供了良好的平台。其中，SDN包括应用层、控制层以及转发层。

其中，应用层主要是体现用户意图的各种上层应用程序，此类应用程序称为协同层应用程序，典型的应用包括OSS(Operation support system运营支撑系统)、Openstack等。传统的IP网络同样具有转发平面、控制平面和管理平面，SDN网络架构也同样包含这3个平面，只是传统的IP网络是分布式控制的，而SDN网络架构下是集中控制的。控制层是系统的控制中心，负责网络的内部交换路径和边界业务路由的生成，并负责处理网络状态变化事件。转发层主要由转发器和连接器的线路构成基础转发网络，这一层负责执行用户数据的转发，转发过程中所需要的转发表项是由控制层生成的。应用层和控制层通过北向接口进行通信，应用层通过控制开放的API，控制设备转发功能，控制层和数据层之间通过南向接口进行通信，控制器通过OpenFlow或其他协议下发流表。

本说明书实施例提供一种基于SDN的机房温度调节方法及设备，下面结合附图进行说明。图1为方法流程示意图，如图1所示，方法主要包括如下步骤：

步骤S101，实时采集机房内各机架处的温度信息与对应的机架位置信息，并将温度信息与对应的机架位置信息发送至SDN控制系统的SDN控制器。

在实际的机房环境下，机房内设置有多个机架，每个机架上均放置了大型处理器、服务器等设备。由于机房内的设备数量较多，在对其进行温度采集时容易受到其他机架处设备的影响，对机房内各机架处的温度进行采集，采集过程不方便，并且采集到的数据的准确度也无法保证。

在本说明书的一个实施例中，在机房的各个机架处设置传感光纤，通过传感光纤进行温度采集。需要说明的是，传感光纤是指将非光信号的物理量转变成光信号，经光学纤维感知传递，最后再转换成所测的物理量，用以测量温度、压力、位移、速度、电压、电流和熔液的浓度等物理量的光导纤维。光纤传感器具有极高的灵敏度和精度，并且抗电磁干扰性和绝缘性较强。通过传感光纤进行温度采集，可以保障采集的温度值的准确性。分布式光纤传感器能够检测到每个机架的温度，对于温度监控的空间颗粒度更小

另外，不同机房内机架的布置不同，由于传感光纤具备极高的灵敏度，若机房内的机架分布较为密集，相邻两个机架处的温度会互相产生干扰，因此需要对传感光纤的布线进行设置。

在本说明书的一个实施例中，根据机房内各机架的分布情况，通过预设的布线规则在机房内铺设传感光纤。需要说明的是，预设的布线规则可以根据机房的面积、形状以及各个机架的分布情况进行设置。设置光纤传感系统，用于获取光纤传感采集到的温度信息，并将光纤传感系统接入SDN控制系统中。

在本说明书的一个实施例中，通过光纤传感系统获取传感光纤采集到的温度信息，将温度信息各自对应的光纤传感位置与布线规则确定处对应的机架位置信息。将温度信息和对应的机架位置信息以json数据格式，通过REST接口，发送至SDN控制系统的SDN控制器。

需要说明的是，REST用来规范应用如何在HTTP层与API提供方进行数据交互，描述了HTTP层里客户端和服务器端的数据交互规则；客户端通过向服务器端发送HTTP(s)请求，接收服务器的响应，完成一次HTTP交互。

在本说明书的一个实施例中，当SDN控制系统接收到温度信息和位置信息后，根据温度信息和机架位置信息在web页面进行可视化的展示每个位置处的机架温度。

步骤S102，根据温度信息与预设机架基线温度，确定SDN控制器待发送的控制指令。

现有的机房温度调节大都采用统一控制的方法，也就是说，对机房内的空调进行统一的降温或升温，并且对机房温度调节的时机也无法进行更好的把握。因此需要设置基线温度作为温度调控的基础。除此之外，由于机房内的设备数量不同，因此不同机房适合不同的温度，另外，同一机房内的不同机架处由于设备的种类和运行情况不同，不同机架处适合不同的温度。若所有机架设置统一的基线温度，会出现由于温度不合适导致设备运行出现问题的情况。

在步骤S102之前，方法还包括：在预设时间间隔内，采集机房内各个机架在预设时间周期内的温度值，将多个温度值存储在SDN控制系统的数据库中；调用数据库中的多个温度值，使用叠加求平均的算法，设置各机架基线温度。

在本说明书的一个实施例中，在预设时间间隔内，采集机房内各个机架在预设时间周期内的温度值，预设时间间隔和预设时间周期可以根据需求进行设置。例如，预设的时间间隔可以是10分钟，预设时间周期可以是7天，也就是说，在7天内，每10分钟采集一次机架的温度。将采集到的多个温度值存储在SDN控制系统的数据库中，调用数据库中每个机架处的温度值，采用叠加求平均的算法，计算每个机架处的平均温度，将平均温度作为每个机架处的基线温度。需要说明的是，此处的基线温度可以代表机房内设备正常运行时的普遍温度，也可以代表温度调控的阈值。

在本说明书的一个实施例中，根据温度信息与机架的基线温度，确定SDN控制器待发送的控制指令，控制指令包括升高温度和降低温度。SDN控制器将接收到的温度信息和基线温度进行对比分析，当接收到的温度信息中存在超过基线温度的情况时，说明机房内存在机架的温度过高，因此需要对该机架进行降温，此时对应的控制指令的类型为降低温度操作。当接收到的温度信息中存在低于基线温度的情况时，说明机房内存在机架的温度过低，因此需要对该机架进行升温，此时对应的控制指令的类型为升高温度操作。

步骤S103，根据机架位置信息确定待发送指令的目标空调，以便于通过SDN控制器向空调管理网发送对应的控制指令，并通过空调管理网对目标空调进行控制，实现机房温度调节。

在确定了控制指令的类型之后，需要确定控制指令的发送对象，也就是控温设备，在本说明书的实施例中，控温设备为空调。

在确定控制指令的发送对象之前，需要预先在机房内设置空调设备。根据机房内的机架分布情况，在每个机架的上方设置一台空调设备，并在空调设备中配置空调控制器。需要说明的是，可以在每个机架上方都设置一台空调，也可以每间隔固定机架设置一台空调，当机房较小时，也可以是只设置一台空调，具体的空调设置情况根据实际情况进行调整，本说明书实施例对此不作具体限定。将空调控制器通过空调管理网接入到SDN控制系统中，这样，空调控制器就可以通过空调管理网接收SDN控制系统发送的控制指令了。

在步骤S102中提到当接收到的温度信息中存在超过基线温度的情况时，说明机房内存在机架的温度过高，当接收到的温度信息中存在低于基线温度的情况时，说明机房内存在机架的温度过低，根据超过或低于基线温度的温度信息确定出对应的机架位置，根据机架位置确定出控制指令的发送对象。通过空调管理网将控制指令发送给目标空调，目标空调在接收到控制指令之后，对温度进行调节。SDN控制系统能够可视化的展示每个机架的温度，并计算机架的基线温度，根据基线温度来控制空调温度，也可以通过移动终端下发配置，控制空调系统温度，减少机房不必要的电力浪费。

由于机房内的设备是一直处于运行状态的，机器的运行也会产生温度的变化，需要在温度调节之后对机房温度进行监控。并且，机房的温度与机房内设备的功率值也有较大的关联，过高的温度容易使设备加速运转，从而使得设备的功耗增大，另外，过高的温度还容易影响设备的正常运行，甚至会导致设备发生故障或宕机。合理的控制机房内的温度，还应该在不影响设备正常运行情况下，降低设备因温度变化所产生的额外损耗。

根据机房内的设备的历史温度与设备功率值的对应关系，确定出设备的节电温度阈值，该节电温度阈值保证了设备的正常运行，并且功耗较低。预先对空调控制器设置节能优化模式，在节能优化模式下，空调控制器控制设备温度为节点温度阈值。

通过光纤传感器监测各设备处的实时温度，根据设备的实时温度和设备的位置，生成温度分布图，并发送至SDN控制系统，SDN控制系统对分布图进行展示。需要说明的是，在分布图中高于节电温度阈值的点表示为红色，颜色越深表示高出的范围越大，低于节电温度阈值的点表示为绿色，与节电温度阈值的差距越大，颜色越深。将温度分布图在可视化页面中进行展示。当温度分布图中出现一个或多个热点时，SDN控制系统通过空调管理网，向空调控制器发送节能优化的控制指令，其中，热点表示温度高于或低于节电温度阈值。

图2为本说明书实施例提供的一种基于SDN的机房温度调节系统结构示意图，如图2所示。

在本说明书的一个实施例中，机房温度调节系统包括：SDN控制系统、分布式光纤传感器、空调设备、及网络设备，用于管理机房的温度。在机房内设置有N个机架，在每个机架处进行光纤传感器的布线。需要说明的是，可以在每个机架上方都设置一台空调，也可以每间隔固定机架设置一台空调，根据实际情况进行调整，本说明书实施例对此不作具体限定。

根据机房的机架位置，进行传感光纤的绕线，使用分布式光纤传感器对机架的温度进行监控，使用SDN控制系统对每个机架的温度进行统一收集并计算机架温度的基线值；对于基线值差异较大的情况，SDN控制器将会智能对空调温度进行定向调控。

在本说明书的一个实施例中，机房温度调节系统包括：SDN控制系统、分布式光纤传感器、空调控制器以及若干网络设备组成的机房管理网络及其物理链路。配置好光纤传感线路的绕向、空调控制器的组网。分布式光纤传感器可以获取整个机房每个机架的温度信息，获取的温度信息包含位置信息，相近的空调控制器与SDN控制系统联动实现智能控温的效果。

本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：根据机房内实际温度对指定的空调设备进行控制，实现机房内温度的智能调节，有效降低了机房的用电成本；通过SDN控制器以及分布式测温的方式，使得机房内温度位置更加智能、便捷；另外，通过SDN控制系统能够可视化展示机架温度，并根据基线温度控制空调温度，减少机房不必要的电力浪费。

本说明书实施例还提供一种基于SDN的机房温度调节设备，如图3所示包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述方法。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、设备、非易失性计算机存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

以上所述仅为本说明书的一个或多个实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书的一个或多个实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书的一个或多个实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种基于SDN的机房温度调节方法，其特征在于，所述方法包括：

实时采集机房内各机架处的温度信息与对应的机架位置信息，并将所述温度信息与对应的所述机架位置信息发送至SDN控制系统的SDN控制器，其中，所述SDN控制器连接所述机房内空调管理网；

根据所述温度信息与预设机架基线温度，确定所述SDN控制器待发送的控制指令，其中，所述控制指令包括升高温度和降低温度；

根据所述机架位置信息确定待发送指令的目标空调，以便于通过所述SDN控制器向所述空调管理网发送对应的控制指令，并通过所述空调管理网对目标空调进行控制，实现机房温度调节。

2.根据权利要求1所述的一种基于SDN的机房温度调节方法，其特征在于，所述实时采集机房内各机架处的温度信息与对应的机架位置信息，具体包括：

在所述机房的各个机架处设置传感光纤，通过所述传感光纤实时采集机房内各机架处的温度信息；

通过光纤传感系统获取所述温度信息，并根据所述温度信息对应的光纤传感位置确定光纤位置信息；

根据所述光纤位置信息确定对应的机架位置信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于SDN的机房温度调节方法，其特征在于，所述将所述温度信息与对应的所述机架位置信息发送至SDN控制系统的SDN控制器，具体包括：

将所述温度信息和所述机架位置信息以json数据格式，通过REST接口发送至SDN控制系统的SDN控制器。

4.根据权利要求3所述的一种基于SDN的机房温度调节方法，其特征在于，所述通过REST接口发送至SDN控制系统的SDN控制器之后，所述方法还包括：

所述SDN控制系统接收到所述温度信息和所述机架位置信息后，根据所述温度信息和所述机架位置信息，在web页面进行可视化的展示每个位置处的机架温度。

5.根据权利要求1所述的一种基于SDN的机房温度调节方法，其特征在于，所述根据所述温度信息与预设机架基线温度，确定所述SDN控制器的指令类型之前，所述方法还包括：

在预设时间间隔内，采集机房内各个机架在预设时间周期内的温度值，将多个温度值存储在所述SDN控制系统的数据库中；

调用数据库中的多个温度值，使用叠加求平均的算法，设置各机架基线温度。

6.根据权利要求1所述的一种基于SDN的机房温度调节方法，其特征在于，所述根据所述温度信息与预设机架基线温度，确定所述SDN控制器的指令类型，具体包括：

当所述温度信息高于所述机架基线温度时，所述SDN控制器待发送的指令类型为降低温度；

当所述温度信息低于所述机架基线温度时，所述SDN控制器待发送的指令类型为升高温度。

7.根据权利要求1所述的一种基于SDN的机房温度调节方法，其特征在于，所述通过所述SDN控制器向所述空调管理网发送对应的控制指令，并通过所述空调管理网对目标空调进行控制，实现机房温度调节之前，所述方法包括：

在所述机房的各个机架上方设置多个空调设备，并在每个空调设备中配置空调控制器；

将多个空调控制器通过所述空调管理网接入SDN控制系统中，以便于多个空调控制器通过所述空调管理网，接收所述SDN控制系统的控制指令，并通过所述空调控制器对目标空调进行控制，调节空调设备对应机架的温度。

8.根据权利要求2所述的一种基于SDN的机房温度调节方法，其特征在于，所述在所述机房的各个机架处设置传感光纤，具体包括：

根据机房内各机架的分布情况，通过预设的布线规则在所述机房内铺设所述传感光纤。

9.根据权利要求1所述的一种基于SDN的机房温度调节方法，其特征在于，所述实现机房温度调节之后，所述方法还包括：

根据所述机房内的设备的历史温度与设备功率值的对应关系，确定出所述设备的节电温度阈值；

预先对所述空调控制器设置节能优化模式，在所述节能优化模式下，所述空调控制器控制设备温度为所述节电温度阈值；

监测所述各设备处的实时温度，根据所述设备的实时温度和所述设备的位置，生成温度分布图，并发送至所述SDN控制系统；

当所述温度分布图中出现一个或多个热点时，所述SDN控制系统通过所述空调管理网，向所述空调控制器发送节能优化的控制指令，其中，所述热点表示温度高于或低于所述节电温度阈值。

10.一种基于SDN的机房温度调节设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-9中任意一项权利要求所述的方法。

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