KR20200059435A - 가상머신의 어플리케이션 중요도 평가를 통한 bmc기반 서버 전원 임계치 설정 방법 - Google Patents

가상머신의 어플리케이션 중요도 평가를 통한 bmc기반 서버 전원 임계치 설정 방법 Download PDF

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Abstract

가상머신 시스템에서의 전력관리 방법, 전력관리 장치 및 기록매체가 제공된다. 복수 개의 가상머신을 각 가상머신에 설치된 어플리케이션별로 분류하고, 어플리케이션별로 설정된 전력소비량을 기초로 하여, 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하며, 복수 개의 가상머신의 전력소비량의 총 임계치에 기초하여, 복수 개의 가상머신에 대응되는 서버 및 스토리지의 전력소비량을 제어하여 어플리케이션의 중요도에 따라 전력을 관리할 수 있게 된다.

Description

가상머신의 어플리케이션 중요도 평가를 통한 BMC기반 서버 전원 임계치 설정 방법{Method for setting Power Threshold based on BMC by estimating application importance of Virtual Machine}
본 발명은 서버 전원 임계치 설정방법, 설정장치 및 기록매체에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 가상머신의 어플리케이션 중요도 평가를 통한 BMC기반 서버 전원 임계치 설정방법, 설정장치 및 기록매체에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시 예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
데이터센터는 서버 및 저장장치 시스템의 안정성과 신뢰성을 보장하기 위해 이중 전원시설, 냉각장비와 같은 시설 등으로 인해 전력 소모량이 급증하고 있으며, 이에 따른 비용 또한 급증하는 추세에 있다. 따라서 데이터센터 내의 친환경 에너지절약 기술에 대한 개발이 필요한 상황이다. 종래 다양한 컴퓨팅 자원에 대한 에너지절약 기술이 개발되었으나 성능향상과 에너지 절감기술 간의 트레이드오프(Trade-off)를 통한 것이 대부분이었고, 기술개발이 단순히 물리적 장치인 서버, 스토리지 등의 전력관리에만 집중되었다. 서버, 스토리지 등의 물리적 장치에 대하여 일관적인 전력관리를 수행함으로써 해당 장치 내의 모든 프로그램 및 어플리케이션의 성능도 함께 떨어지게 되는데, 대규모 가상머신을 사용하는 데이터센터와 클라우드 환경에서는 심각한 문제이다. 이에 따라 대규모 가상머신을 사용하는 데이터 센터와 클라우드 환경에서는 물리적 장치에 대한 전력관리 뿐만아니라 각각의 가상머신에서 운용되는 프로그램 또는 어플리케이션의 중요도를 고려한 전력관리 방안의 모색이 요청된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 복수 개의 가상머신을 각 가상머신에 설치된 어플리케이션별로 분류하고, 어플리케이션별로 설정된 전력소비량을 기초로 하여, 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하며, 복수 개의 가상머신의 전력소비량의 총 임계치에 기초하여, 복수 개의 가상머신에 대응되는 서버 및 스토리지의 전력소비량을 제어하는 전력관리 방법, 전력관리 장치 및 기록매체를 제공함에 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 복수 개의 가상머신을 포함하는 가상머신 시스템에서의 전력관리 방법은, 복수 개의 가상머신을 각 가상머신에 설치된 어플리케이션별로 분류하는 단계; 어플리케이션별로 설정된 전력소비량을 기초로 하여, 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하는 단계; 및 복수 개의 가상머신의 전력소비량의 총 임계치에 기초하여, 복수 개의 가상머신에 대응되는 서버 및 스토리지의 전력소비량을 제어하는 단계;를 포함한다.
그리고, 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하는 단계는, 각 어플리케이션에 따른 가상머신의 등급을 설정하고, 가상머신의 등급별로 전력소비량의 임계치를 설정할 수도 있다.
또한, 어플리케이션별로 설정된 전력소비량은, 각 어플리케이션의 CPU의 사용량, 메모리의 사용량 및 디스크와 네트워크의 입출력 사용량에 기초하여 산출할 수도 있다.
그리고, 각 어플리케이션의 CPU의 사용량, 메모리의 사용량 및 디스크와 네트워크의 입출력 사용량을 일정 기간동안 측정하는 단계; 측정된 CPU의 사용량, 메모리의 사용량 및 디스크와 네트워크의 입출력 사용량을 이용하여 각 어플리케이션의 단위시간당 평균 총 사용량을 산출하는 단계; 및 산출된 단위시간당 평균 총 사용량에 기초하여, 각 어플리케이션의 단위시간당 평균 전력소비량을 산출하는 단계;를 더 포함하고, 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하는 단계는, 산출된 각 어플리케이션의 평균 전력소비량을 이용하여 가상머신의 등급을 설정하고, 어플리케이션별 및 등급별로 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정할 수도 있다.
또한, 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하는 단계는, 시간대별로 전력소비량의 임계치를 변경할 수도 있다.
그리고, 외부서버로부터 하루 단위로 일출시간 및 일몰시간 정보를 수신하는 단계;를 더 포함하고, 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하는 단계는, 수신된 일출시간 및 일몰시간을 기준으로 전력소비량의 임계치를 변경할 수도 있다.
또한, 사용자로부터 특정 날짜 또는 특정 시간대에 대한 정보를 입력받는 단계;를 더 포함하고, 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하는 단계는, 입력된 특정 날짜 또는 특정 시간대에 해당될 경우 전력소비량의 임계치를 변경할 수도 있다.
그리고, 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하는 단계는, 어플리케이션별로 설정된 전력소비량, 가상머신에 할당된 CPU와 메모리와 저장공간 및 가상머신 사용자의 타입을 기초로 하여, 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정할 수도 있다.
또한, 서버 및 스토리지의 전력소모량을 제어하는 단계는, 각 서버 및 스토리지의 베이스보드 관리 컨트롤러(BMC : Baseboard Management Controller)를 이용하여 제어할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 복수 개의 가상머신을 각 가상머신에 설치된 어플리케이션별로 분류하는 단계; 어플리케이션별로 설정된 전력소비량을 기초로 하여, 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하는 단계; 및 복수 개의 가상머신의 전력소비량의 총 임계치에 기초하여, 복수 개의 가상머신에 대응되는 서버 및 스토리지의 전력소비량을 제어하는 단계;를 포함하는 전력관리 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 포함한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력관리 장치는, 복수 개의 가상머신을 각 가상머신에 설치된 어플리케이션별로 분류하고, 어플리케이션별로 설정된 전력소비량을 기초로 하여, 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하는 미들웨어; 및 복수 개의 가상머신의 전력소비량의 총 임계치에 기초하여, 복수 개의 가상머신에 대응되는 서버 및 스토리지의 전력소비량을 제어하는 제어부;를 포함한다.
한편 본 발명의 일 실시예에 따른, 가상머신 시스템은, 복수 개의 가상머신을 실행시키는 복수 개의 서버 및 스토리지; 및 복수 개의 가상머신을 각 가상머신에 설치된 어플리케이션별로 분류하고, 어플리케이션별로 설정된 전력소비량을 기초로 하여, 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하고, 및 복수 개의 가상머신의 전력소비량의 총 임계치에 기초하여, 복수 개의 가상머신에 대응되는 서버 및 스토리지의 전력소비량을 제어하는 전력관리 장치;를 포함한다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 복수 개의 가상머신을 각 가상머신에 설치된 어플리케이션별로 분류하고, 어플리케이션별로 설정된 전력소비량을 기초로 하여, 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하며, 복수 개의 가상머신의 전력소비량의 총 임계치에 기초하여, 복수 개의 가상머신에 대응되는 서버 및 스토리지의 전력소비량을 제어하는 전력관리 방법, 전력관리 장치 및 기록매체를 제공할수 있게된다. 이에 따라 대규모 가상머신을 사용하고 있는 데이터 센터 및 클라우드 환경에서 각각의 가상머신에서 운용되는 프로그램 또는 어플리케이션의 중요도에 따라 전력을 관리함으로써 서버 또는 스토리지에 일관적으로 동작클럭이나 전압을 낮추는 등의 전력관리 방법에서 발생하는 문제점을 해결할 수 있게 된다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에 서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시 예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력관리 장치의 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력관리 장치를 이용하여 전력관리 하는 전체적인 과정을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력관리 장치가 어플리케이션별로 설정된 전력소비량을 기초로 하여 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치 설정하는 과정을 더 상세하게 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 일출시간 및 일몰시간을 이용하여 전력소비량의 임계치를 변경하는 과정을 설명하기 위해 제공되는 흐름도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 특정 날짜 또는 특정 시간대에 해당될 경우 전력소비량의 임계치를 변경하여 설정하는 과정을 설명하기 위해 제공되는 흐름도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 가상머신시스템의 구조를 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 서버 메인보드 내의 베이스보드 관리 컨트롤러(BMC : Baseboard Management Controller)의 연결 구조를 도시한 도면,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 이미 전력관리 설정(전원 사용제한 설정)이 되어 있는 경우와 전력관리 설정이 있기 전의 경우에 전력관리 장치에 의하여 전력을 관리하는 과정을 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력관리 장치에 의하여 전력관리하는 과정을 도시한 것으로써 이미 전력관리 설정이 되어 있는 경우에 그 전력관리의 내용에 있어서 전력소비량의 임계치를 변경하여 설정하는 것을 나타낸 도면이다.
본 발명의 과제 해결 수단의 특징 및 이점을 보다 명확히 하기 위하여, 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 특정 실시 예를 참조하여 본 발명을 더 상세하게 설명한다.
다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.
이하의 설명 및 도면에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위한 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용하는 것으로, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 뿐, 상기 구성요소들을 한정하기 위해 사용되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.
더하여, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급할 경우, 이는 논리적 또는 물리적으로 연결되거나, 접속될 수 있음을의미한다.
다시 말해, 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속되어 있을 수 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있으며, 간접적으로 연결되거나 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 기술되는 "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력관리 장치의 구성을 도시한 도면이다. 도 1의 전력관리 장치(100)는 가상머신의 어플리케이션 중요도 평가를 통하여 가상머신의 전력소비량 임계치를 설정하고 가상머신에 대응되는 서버 및 스토리지의 전력소비량을 제어하는 기능을 수행하게 된다. 전력관리 장치(100)는 미들웨어(110)와 제어부(120)를 포함하여 구성된다.
미들웨어(110)는 분산 컴퓨팅 환경에서 서로 다른 기종의 하드웨어나 프로토콜, 통신환경 등을 연결하여 응용프로그램과 그 프로그램이 운영되는 환경 간에 원만한 통신이 이루어질 수 있게 하는 기능을 수행한다. 구체적으로, 미들웨어(110)는 가상머신과 서버 사이에서 원만한 통신이 이루어질 수 있게 하고, 복수 개의 가상머신을 각 가상머신에 설치된 어플리케이션별로 분류하며, 어플리케이션별로 설정된 전력소비량을 기초로 하여, 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정함으로써 전력을 관리하는 기능을 수행한다. 그리고, 미들웨어(110)는 각 가상머신에 대해 설치된 어플리케이션을 기준으로 전력소비량을 각각 설정해주게 된다.
제어부(120)는 전력관리 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 구체적으로, 제어부(120)는 미들웨어(110)에서 설정한 각 가상머신에 대한 임계치를 이용하여 전원공급장치가 서버 및 스토리지에 공급하는 전력을 제어한다. 여기에서, 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치는 해당 가상머신에서 일정 기간동안 소비할 수 있는 전력량을 나타내는 것으로, 제어부(120)는 일정 기간동안의 모든 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치의 총합이 같은 기간동안 서버 및 스토리지에 공급되는 전력량과 동일하도록 제어하게 된다.
도 2 및 도 3을 참고하여 전력관리 장치에서 전력관리하는 방법의 과정을 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력관리 장치를 이용하여 전력관리 하는 전체적인 과정을 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 우선, 전력관리 장치(100)는 대규모 가상머신 환경에서 가상머신에 설치된 어플리케이션별로 가상머신을 분류한다(S200).
가상머신은 설치된 어플리케이션이 무엇인지에 따라 전력의 사용량이 달라질 가능성이 높다. 따라서, 전력관리 장치(100)는 전력소비량 임계치 설정의 기준을 가상머신에 어떤 어플리케이션이 설치되었는지에 따라 결정하기 위해, 우선 가상머신들을 설치된 어플리케이션 별로 분류하게 되는 것이다.
그 다음으로, 전력관리 장치(100)는 어플리케이션별로 설정된 전력소비량을 기초로 하여 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정한다(S300). 구체적으로, 전력관리 장치(100)는 어플리케이션의 중요도를 기준으로 어플리케이션 별 전력소비량을 설정할 수 있다.
예를 들어, 어플리케이션 1은 사용빈도가 높고 중요한 어플리케이션이고, 어플리케이션 2는 사용빈도가 낮고 덜 중요한 어플리케이션인 경우, 미들웨어(110)는 어플리케이션 1의 전력소비량 임계치(예를 들어, 100KWh)를 어플리케이션 2의 전력소비량 임계치(예를 들어, 50KWh)보다 높게 설정할 수 있다.
그 후에, 전력관리 장치(100)는 가상머신 전체의 전력소비량 총 임계치에 기초하여, 가상머신에 대응되는 서버 및 스토리지의 전력소비량을 제어하게 된다(S400). 가상머신에서는 실제로 전력이 소비되지는 않으며, 실제로 전력이 소비되는 것은 서버 및 스토리지이다. 따라서, 가상머신에 대해서 결정된 전력소비량의 임계치가 그대로 실제 전력소비량에 반영될 수 있도록, 전력관리 장치(100)는 가상머신 전체의 전력소비량 총 임계치에 기초하여, 실제 전력 소비처가 되는 서버 및 스토리지의 전력소비량을 제어하게 되는 것이다.
전력관리 장치(100)는 각 서버 및 스토리지의 베이스보드 관리 컨트롤러(BMC : Baseboard Management Controller)를 이용하여 서버 및 스토리지의 전력소모량을 제어할 수 있다.
베이스보드 관리 컨트롤러(Baseboard Management Controller, BMC)는 서버나 일반 컴퓨터에 장착되어 시스템 관리 소프트웨어와 하드웨어 플랫폼 사이에서 시스템 관리를 위한 인터페이스를 제공하고 이를 통해 IPMI(Intelligent Platform Management Interface) 기반 소프트웨어 아키텍처 상에서 동작하게 되어 있는 컨트롤러이다. 베이스보드 관리 컨트롤러는 최근 서버, 스토리지, 네트워크 장비뿐만 아니라 데이터센터 인프라 관리를 위해서도 활용되고 있다.
지능형 플랫폼 관리 인터페이스(IPMI : Intelligent Platform Management Interface)는 서버 관리를 위한 관리 인터페이스로 원격지나 로컬서버의 상태를 파악하고 제어할 수 있는 기능의 정의한 것으로 시스템 하드웨어와 센서의 모니터링, 시스템 구성요소 제어, 중요 시스템의 이벤트, 시스템의 원격 관리 및 복구를 위해 인터페이스를 규정하는 임베디드 관리 규격이다. 서버의 관리 효율성을 높이기 위해 만들어진 서버 관리 표준 인터페이스로 원격지나 로컬 서버의 상태 파악 및 제어가 가능하고 OS와 독립적으로 운영되기 때문에 전원이 꺼진 상태에서도 IPMI를 통해 서버의 상태 모니터링 및 Fan Speed, 전압, 온도 등의 체크가 가능하게 된다.
따라서, 전력관리 장치(100)는 가상머신 시스템에 포함된 서버 및 스토리지에 대한 전력 제어를 베이스보드 관리 컨트롤러를 이용하여 수행할 수 있게 된다.
이와 같은 과정을 통해, 전력관리 장치(100)는 설치된 어플리케이션을 기준으로 하여 가상머신의 전력소비량 임계치를 제어할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력관리 장치가 어플리케이션별로 설정된 전력소비량을 기초로 하여 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치 설정하는 과정을 더 상세하게 도시한 도면이다.
전력관리 장치(100)는 어플리케이션별로 설정된 전력소비량을 각 어플리케이션의 CPU의 사용량, 메모리의 사용량 및 디스크와 네트워크의 입출력 사용량에 기초하여 산출한다(S310).
구체적으로, 전력관리 장치(100)는 각 어플리케이션의 CPU의 사용량, 메모리의 사용량 및 디스크와 네트워크의 입출력 사용량을 일정 기간동안 측정하고, 측정된 CPU의 사용량, 메모리의 사용량 및 디스크와 네트워크의 입출력 사용량을 이용하여 각 어플리케이션의 단위시간당 평균 총 사용량을 산출하고, 산출된 단위시간당 평균 총 사용량에 기초하여, 각 어플리케이션의 단위시간당 평균 전력소비량을 산출한다.
그 다음에, 전력관리 장치(100)는 산출된 각 어플리케이션의 단위시간당 평균 전력소비량을 이용하여 가상머신의 등급을 설정하고(S320), 설정된 가상머신의 어플리케이션별 및 등급별로 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정할 수 있다(S322). 예를 들어, 전력관리 장치(100)는 어플리케이션의 단위시간당 전력소비량(전력)이 0~50KW인 경우에는 1등급, 50KW~100KW인 경우에는 2등급, 100KW~150KW인 경우에는 3등급, 150KW~200KW인 경우에는 4등급, 200KW~250KW인 경우에는 5등급의 식으로 등급의 기준을 정하여 가상머신의 등급을 설정할 수 있고, 등급의 구간 간격을 좁게 하여 등급의 수를 늘릴수록 조금 더 정확하게 전력소비량의 임계치를 설정할 수 있다. 위 실시예에서는 가상머신의 등급을 각 어플리케이션의 단위시간당 평균 전력소비량을 기준으로 하여 설정하였으나, 가상머신 사용자의 가입 등급이나 가상머신 사용자의 타입에 따라서 등급이 설정될 수도 있음은 물론이다
도 4와 도 5는 이미 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치가 설정되어 있는 상태에서 외부로부터 전력소비량의 임계치 변경에 관한 정보를 입력받아 전력소비량의 임계치를 변경할 때의 과정을 도시한 도면이다.
전력관리 장치(100)는 어플리케이션별 및 등급별로 이미 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치가 설정되어 있는 상태에서, 시간대별로 전력소비량의 임계치를 추가로 변경할 수도 있다.
일반적으로 대규모 가상머신 환경에서 서버 및 스토리지의 사용률이 하루를 기준으로 24시간 동안 계속하여 동일한 경우는 흔하지 않다. 특정 시간대에는 더 많은 사용자가 접속하여 사용할 수 있고, 또 다른 시간대에는 사용자가 거의 없는 경우도 있다. 이러한 시간대별 사용률의 차이는 가상머신에 설치된 어플리케이션마다 다르게 나타나는 경우도 있다. 이와 같이 서버 및 스토리지 사용률은 시간대에 따라 다르게 나타날 수 있으므로, 가상머신의 전력소비량 임계치를 시간대에 따라서 변경하여 설정할 수 있다면 효율적인 전력관리가 가능하다. 보통 일출시간 이후부터 일몰시간 이전까지는 일과시간으로써 가상머신의 사용자의 수가 많고, 일몰시간 이후부터 일출시간 이전까지는 사용자의 수가 적은 것이 일반적이다.
이러한 시간대에 따른 사용률의 차이, 특히 일출시간과 일몰시간을 이용한 시간대의 사용률 차이를 전력관리에 이용하기 위해서, 전력관리 장치(100)는 외부서버로부터 하루단위로 일출시간과 일몰시간 정보를 수신하여 이용할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 일출시간 및 일몰시간을 이용하여 전력소비량의 임계치를 변경하는 과정을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다.
일단, 전력관리 장치(100)는 외부서버로부터 하루단위 일출시간 및 일몰시간을 수신한다(S330). 여기에서, 외부서버는 날씨 정보를 제공하는 서버일 수 있고, 예를 들어 기상청 서버가 될 수도 있다. 전력관리 장치(100)는 일출시간과 일몰시간의 정확한 정보 반영을 위하여 매일 특정 시간에 외부서버로부터 일출시간 및 일몰시간 정보를 수신하도록 설정할 수도 있다.
그 후에, 전력관리 장치(100)는 수신된 일출시간 및 일몰시간을 기준으로 가상머신 전력소비량의 임계치를 변경하게 된다(S332). 구체적으로, 전력관리 장치(100)는 일출시간 이후부터 일몰시간 이전까지의 시간대에는 최고 성능을 낼 수 있도록 전력소비량의 임계치를 변경하여 높은 값으로 설정(예를 들어, 100KWh)할 수 있고, 일몰시간 이후부터 일출시간 이전까지의 시간대에는 사용자의 수와 어플리케이션에서 요구하는 성능을 고려하여 전력소비량의 임계치를 낮게 변경하여 낮은 값으로 설정(예를 들어, 50KWh)할 수도 있다.
또한, 전력관리 장치(100)는 일출시간 및 일몰시간 정보의 이용뿐만 아니라 요일 정보를 이용하여 전력소비량의 임계치를 다르게 설정하는 것도 가능하고, 점심시간을 고려한 전력소비량의 임계치 설정도 가능함은 물론이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 특정 날짜 또는 특정 시간대에 해당될 경우 전력소비량의 임계치를 변경하여 설정하는 과정을 설명하기 위해 제공되는 흐름도이다. 도 4는 특정 시간대에 서버 및 스토리지 사용률의 차이가 나타나는 것이 반복적이고 주기적인 경우이고, 도 5는 특별한 사정이 있어 급격한 사용률의 변화가 예상되는 경우에 사용자가 직접 특정 날짜 또는 특정 시간대에 대한 정보를 입력하여 그 날짜 또는 그 시간에 해당 사용자의 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 변경하여 설정하는 것을 나타낸다.
우선, 전력관리 장치(100)는 사용자로부터 특정 날짜 또는 특정 시간대에 대한 정보를 입력받는다(S340). 그리고, 전력관리 장치(100)는 입력된 특정 날짜 또는 특정 시간대에 해당되면 해당 사용자의 가상머신 전력소비량의 임계치를 변경하여 설정하게 된다(S342).
예를 들어, 연극, 콘서트 등 공연의 인터넷 예매 시간대, 인터넷 쇼핑몰의 특별 할인 시간대에는 사용자의 수가 급격하게 증가할 것을 미리 예상할 수 있다. 만약, 인기가수의 콘서트 티켓 인터넷 예매 시간대가 09:00~18:00인 경우, 사용자가 해당 예매사이트를 가상머신을 이용하여 운영하고 있다면, 해당 사용자는 예매 시간대를 특정 시간대로 전력관리 장치(100)에 입력할 수 있다. 그러면 전력관리 장치(100)는 사용자로부터 특정 시간대에 대한 정보를 입력받아 그 시간대에 해당되면 전력소비량 임계치를 변경하여 더 높은 값으로 설정하도록 함으로써, 사전에 전력소비량의 변화에 효과적으로 대처할 수 있게 된다.
또한, 예매 시작 시간인 09:00에는 급격한 사용량 증가가 있을 것으로 예상할 수 있으므로, 전력관리 장치(100)는 특정 시간대 중 앞선 절반의 시간동안에 할당되는 전력소비량의 임계치가 이후 절반의 시간동안에 할당되는 전력소비량의 임계치보다 큰값이 되도록 설정할 수도 있음은 물론이다.
한편, 전력관리 장치(100)는 특정 날짜 또는 특정 시간대에 어플리케이션의 성질에 따라 각 가상머신의 전력소비량의 임계치를 변경할 수도 있다. 예를 들어, 임시공휴일로 지정된 날에는 서버의 사용자수가 어플리케이션 별로 많아지거나 줄어들 수 있다. 업무용 어플리케이션(예를 들어, 오피스 프로그램 등)의 경우에는 사용자 수가 줄어들 것을 예상할 수 있고, 여가용 어플리케이션(예를 들어, 게임 프로그램, 공연예매 프로그램 등)일 경우에는 사용자 수가 늘어날 것을 예상할 수 있다. 따라서, 현재 날짜가 임시공휴일에 해당될 경우, 전력관리 장치(100)는 업무용 어플리케이션이 설치된 가상머신에 대해서는 전력소비량의 임계치를 원래 값보다 더 낮은 값으로 설정하고, 여가용 어플리케이션이 설치된 가상머신에 대해서는 전력소비량의 임계치를 원래 값보다 더 높은 값으로 설정할 수도 있다. 이를 통해, 전력관리 장치(100)는 각 가상머신의 전력소비량 변화를 사전에 대비할 수 있다.
한편, 전력관리 장치(100)는 어플리케이션별로 설정된 전력소비량, 가상머신에 할당된 CPU와 메모리와 저장공간 및 가상머신 사용자의 타입을 기초로 하여, 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정할 수도 있다. 어플리케이션 외에도 가상머신에 할당된 CPU와 메모리와 저장공간이 많을수록 전력소비량도 많아지게 되고, 가상머신의 사용자의 타입에 따라서도 전력사용을 많이하는 사용자나 전력사용을 적게하는 사용자로 나뉠 수 있다. 따라서, 전력관리 장치(100)는 어플리케이션별로 설정된 전력소비량, 가상머신에 할당된 CPU와 메모리와 저장공간 및 가상머신 사용자의 타입을 기초로 하여, 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정함으로써, 가상머신별로 더욱 적절한 전력사용량의 임계치를 설정할 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 가상머신시스템의 구조를 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 가상머신 시스템(10)은 복수 개의 가상머신(11)을 실행시키는 복수 개의 서버(12) 및 스토리지(13)와 서버 및 스토리지의 전력소비량을 제어하는 전력관리 장치(100)를 포함한다. 앞서 설명한 바와 같이, 전력관리 장치(100)는 복수 개의 가상머신을 각 가상머신에 설치된 어플리케이션별로 분류하고, 어플리케이션별로 설정된 전력소비량을 기초로 하여, 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하고, 및 복수 개의 가상머신의 전력소비량의 총 임계치에 기초하여, 복수 개의 가상머신에 대응되는 서버 및 스토리지의 전력소비량을 제어한다.
가상머신(11)은 어플리케이션, OS(Operating System), 가상으로 할당된 CPU, 메모리, 디스크와 네트워크로 구성될 수 있다. 전력관리 장치(100)에서 미들웨어(110)는 가상머신(11)을 어플리케이션별로 분류하고, 어플리케이션별로 설정된 전력소비량을 기초로 하여 각 가상머신(11)에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하는 기능을 한다.
도 6의 워크로드인지형 동적 가상 전력분배 미들웨어는 도 1의 미들웨어(110)에 대응되고, 도 6의 Application Aware Power Controller는 도 1의 제어부(120)에 대응 된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 미들웨어(110)는 가상머신들(10)을 설치되어있는 어플리케이션들에 따라 어플리케이션#1 내지 어플리케이션#N으로 분류하고, 각 어플리케이션 내에서 Tier#1 내지 Tier#N의 N개의 등급으로 분류한 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, 전력관리 장치(100)는 어플리케이션별(어플리케이션#1 내지 어플리케이션#N) 및 등급별(Tier#1 내지 Tier#N)로 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정할 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 서버 메인보드 내의 베이스보드 관리 컨트롤러(BMC : Baseboard Management Controller)의 연결 구조를 도시한 도면이다. 데이터센터 내의 서버 및 스토리지 장비전원에 대한 자율형 또는 지능형 시스템 관리를 위해서는 자산(서버, 스토리지, 네트워크 등) 식별, 모니터링, 로깅 및 반환 제어 기능을 호스트 시스템의 중앙처리장치, 바이오스 및 운영체제와 독립적으로 수행할 수 있어야 한다. 베이스보드 관리 컨트롤러라는 메인보드에 내장되어 있는 컨트롤러를 통해서 컴퓨팅 시스템의 전원이 꺼진 상태에서도 전원뿐만 아니라 다양한 서버 시스템 관리를 할 수 있다. 도 7은 전원공급장치, 냉각팬, 온도센서 등 다양한 주변장치, 센서를 모니터링, 제어하기 위해 메인보드 상에 연결된 베이스보드 관리 컨트롤러를 나타낸 것이다. 베이스보드 관리 컨트롤러는 온도센서와 냉각팬 속도 센서와 연결되어 있으며 보드의 온도에 따라 설정된 냉각팬 속도를 제어한다. 전원공급장치는 플랫폼제어기허브에 연결되어 베이스보드 관리 컨트롤러로부터 중앙처리장치를 통해 전원 켜기/끄기, 설정 등의 관리를 제공할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 이미 전력관리 설정(전원 사용제한 설정)이 되어 있는 경우와 전력관리 설정이 있기 전의 경우에 전력관리 장치에 의하여 전력을 관리하는 과정을 도시한 도면이다. 전원 사용제한(전력관리) 설정이 되지 않았거나 시스템이 전원 사용제한 이전에 전력 급증을 감내하고 있는 상황에서 전원 사용 제한을 수행할 경우에 우선 전원 상태 읽기 명령어를 통해서 관리대상 노드의 전원공급장치에 대한 식별 및 동작상태 상태를 확인한다. 전원 사용제한 설정읽기 명령어를 통해서 전원 사용제한의 활성화 유무를 확인하고, 전원 사용제한 활성인 경우 비활성화를 위한 명령어를 통해서 비활성 상태로 설정하고, 이미 비활성 상태인 경우 관리자가 설정한 값으로 전원 사용제한을 설정하고, 마지막에는 전원 사용제한 활성화 명령어를 통해서 전원 사용제한 상태로 설정한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 전력관리 장치에 의하여 전력관리하는 과정을 도시한 것으로써 이미 전력관리 설정이 되어 있는 경우에 그 전력관리의 내용에 있어서 전력소비량의 임계치를 변경하여 설정하는 것을 나타낸 도면이다. 전원 사용제한(전력관리)이 이미 설정되어 작동하고 있는 경우에 전원 사용제한에 변경이 필요한 상황에서 전원 사용제한을 수행할 경우에 우선 전원 상태 읽기 명령어를 통해서 관리대상 노드의 전원공급장치에 대한 식별 및 동작유무 상태를 확인한다. 전원 사용제한 설정읽기를 통해서 현재 설정된 설정값을 확인한다. 관리자가 설정한 값으로 전원 사용제한 설정 요청을 하면 관리대상 노드는 해당 설정값에 오류 또는 전원 제한 가능 범위에 있는 있는지 확인하고 적용한다. 마지막에는 전원 사용제한 활성화 명령어를 통해서 전원 사용제한 상태로 설정한다. 즉, 도 8과 도 9는 이미 전원 사용제한(전력관리)이 설정되어 있는 상황에서 이전의 전원 사용제한 설정을 비활성화 한 후 새로운 전원 사용제한을 설정하는지, 아니면 이전의 전원 사용제한 설정을 비활성화 하지 않고 특정한 내용만을 수정하여 전원 사용제한을 설정하는지에서 차이가 있다.
한편, 본 실시예에 따른 장치의 기능 및 방법을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램을 수록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 기술적 사상은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그래밍 언어 코드 형태로 구현될 수도 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터에 의해 읽을 수 있고 데이터를 저장할 수 있는 어떤 데이터 저장 장치이더라도 가능하다. 예를 들어, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광디스크, 하드 디스크 드라이브, 플래시 메모리, 솔리드 스테이트 디스크(SSD) 등이 될 수 있음은 물론이다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 코드 또는 프로그램은 컴퓨터간에 연결된 네트워크를 통해 전송될 수도 있다.
본 명세서와 도면에서는 예시적인 장치 구성을 기술하고 있지만, 본 명세서에서 설명하는 기능적인 동작과 주제의 구현물은 다른 유형의 디지털 전자 회로로구현되거나, 본 명세서에서 개시하는 구조 및 그 구조적인 등가물들을 포함하는 컴퓨터 소프트웨어, 펌웨어 혹은 하드웨어로 구현되거나, 이들 중 하나 이상의 결합으로 구현 가능하다.
따라서, 상술한 예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 본 발명이속하는 분야의 통상의 기술자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서도 본 예들에 대한 개조, 변경 및 변형을 가할 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
10 : 가상머신 시스템
11 : 가상머신
12 : 서버
13 : 스토리지
100 : 전력관리 장치
110 : 미들웨어
120 : 제어부

Claims (12)

  1. 복수 개의 가상머신을 포함하는 가상머신 시스템에서의 전력관리 방법에 있어서,
    복수 개의 가상머신을 각 가상머신에 설치된 어플리케이션별로 분류하는 단계;
    어플리케이션별로 설정된 전력소비량을 기초로 하여, 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하는 단계; 및
    복수 개의 가상머신의 전력소비량의 총 임계치에 기초하여, 복수 개의 가상머신에 대응되는 서버 및 스토리지의 전력소비량을 제어하는 단계;를 포함하는 전력관리 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하는 단계는,
    각 어플리케이션에 따른 가상머신의 등급을 설정하고, 가상머신의 등급별로 전력소비량의 임계치를 설정하는 것을 특징으로 하는 전력관리 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    어플리케이션별로 설정된 전력소비량은,
    각 어플리케이션의 CPU의 사용량, 메모리의 사용량 및 디스크와 네트워크의 입출력 사용량에 기초하여 산출되는 것을 특징으로 하는 전력관리 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    각 어플리케이션의 CPU의 사용량, 메모리의 사용량 및 디스크와 네트워크의 입출력 사용량을 일정 기간동안 측정하는 단계;
    측정된 CPU의 사용량, 메모리의 사용량 및 디스크와 네트워크의 입출력 사용량을 이용하여 각 어플리케이션의 단위시간당 평균 총 사용량을 산출하는 단계; 및
    산출된 단위시간당 평균 총 사용량에 기초하여, 각 어플리케이션의 단위시간당 평균 전력소비량을 산출하는 단계;를 더 포함하고,
    각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하는 단계는,
    산출된 각 어플리케이션의 평균 전력소비량을 이용하여 가상머신의 등급을 설정하고, 어플리케이션별 및 등급별로 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하는 것을 특징으로 하는 전력관리 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하는 단계는,
    시간대별로 전력소비량의 임계치를 변경하는 것을 특징으로 하는 전력관리 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    외부서버로부터 하루 단위로 일출시간 및 일몰시간 정보를 수신하는 단계;를 더 포함하고,
    각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하는 단계는,
    수신된 일출시간 및 일몰시간을 기준으로 전력소비량의 임계치를 변경하는 것을 특징으로 하는 전력관리 방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    사용자로부터 특정 날짜 또는 특정 시간대에 대한 정보를 입력받는 단계;를 더 포함하고,
    각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하는 단계는,
    입력된 특정 날짜 또는 특정 시간대에 해당될 경우 전력소비량의 임계치를 변경하는 것을 특징으로 하는 전력관리 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하는 단계는,
    어플리케이션별로 설정된 전력소비량, 가상머신에 할당된 CPU와 메모리와 저장공간 및 가상머신 사용자의 타입을 기초로 하여, 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하는 것을 특징으로 하는 전력관리 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    서버 및 스토리지의 전력소모량을 제어하는 단계는,
    각 서버 및 스토리지의 베이스보드 관리 컨트롤러(BMC : Baseboard Management Controller)를 이용하여 제어하는 것을 특징으로 하는 전력관리 방법.
  10. 복수 개의 가상머신을 각 가상머신에 설치된 어플리케이션별로 분류하는 단계;
    어플리케이션별로 설정된 전력소비량을 기초로 하여, 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하는 단계; 및
    복수 개의 가상머신의 전력소비량의 총 임계치에 기초하여, 복수 개의 가상머신에 대응되는 서버 및 스토리지의 전력소비량을 제어하는 단계;를 포함하는 전력관리 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램이 수록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  11. 복수 개의 가상머신을 각 가상머신에 설치된 어플리케이션별로 분류하고, 어플리케이션별로 설정된 전력소비량을 기초로 하여, 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하는 미들웨어; 및
    복수 개의 가상머신의 전력소비량의 총 임계치에 기초하여, 복수 개의 가상머신에 대응되는 서버 및 스토리지의 전력소비량을 제어하는 제어부;를 포함하는 전력관리 장치.
  12. 복수 개의 가상머신을 실행시키는 복수 개의 서버 및 스토리지; 및
    복수 개의 가상머신을 각 가상머신에 설치된 어플리케이션별로 분류하고, 어플리케이션별로 설정된 전력소비량을 기초로 하여, 각 가상머신에 대한 전력소비량의 임계치를 설정하고, 및 복수 개의 가상머신의 전력소비량의 총 임계치에 기초하여, 복수 개의 가상머신에 대응되는 서버 및 스토리지의 전력소비량을 제어하는 전력관리 장치;를 포함하는 가상머신 시스템.
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