TWI509429B

TWI509429B - 負載分配裝置及其負載分配方法

Info

Publication number: TWI509429B
Application number: TW102142961A
Authority: TW
Inventors: Hsin Pu Chung; Jen Chih Wang; Dze Min Jou; Wei Sen Lin; Chia Wei Tsai
Original assignee: Inst Information Industry
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2013-11-26
Publication date: 2015-11-21
Also published as: CN104683424A; TW201520782A; US20150149389A1

Description

負載分配裝置及其負載分配方法

本發明係關於一負載分配裝置及其負載分配方法。更具體而言，本發明之負載分配裝置透過分配多種百分比之服務要求至所連接之複數資料中心，以預估各資料中心處理該等百分比之服務要求所需的相關成本，並根據相關成本，分配後續服務要求至該等資料中心。

因網際網路發展迅速，為提供雲端服務給各種企業，網路服務提供業者，普遍地於各地區建置資料中心。網路服務提供業者設置一入口伺機器以自網際網路接收服務要求，並將這些服務要求分配給多個資料中心處理。為確保服務品質，企業通常會與網路服務提供業者簽定合約，以約定服務品質的要求，例如：要求服務回應時間必須在約定的時間內。

在此情況下，若實際的服務回應時間超出合約中所約定的服務回應時間，則網路服務提供業者將需支付企業一筆服務品質違約罰款。因此，目前分配服務要求至資料中心的機制，大多僅考量能否達到約定服務品質的要求，以避免產生服務品質違約罰款。然而，對於網路服務提供業者，資料中心的電力消耗為主要支出的其中之一，故也需考量進去才能有效地控制運行各資料中心之成本。

詳言之，為保障電力系統供電之安全，針對企業用電，資料中心所處當地的電力公司通常會與網路服務提供業者簽訂契約，以約定資料中心所產生的最大用電功率(千瓦；KW)及最大用電需量(千瓦‧小時；KWH)。由於用電功率及用電需量通常會與隨著資料中心所需處理的服務要求增加而隨之增加，因此若用電功率或用電需量超過契約所約定的數值，則網路服務提供業者將被加收超約附加費。此外，當資料中心所需處理的服務要求增加時，資料中心需花費較多的時間來處理其所分配到的服務要求，進而使服務回應時間增加。因此，網路服務提供業者將面臨服務品質違約罰款的問題。

有鑑於此，如何提供一種負載分配機制，同時考量基本電費、超約附加費以及服務品質違約罰款，以分配服務要求至各資料中心，進而有效地控制全部資料中心的用電相關成本，即乃此領域之業者亟需解決之問題。

本發明之目的在於提供一負載分配機制，藉由將所收到的複數服務要求以多種百分比的方式分配給一資料中心，以統計該資料中心在處理多種百分比之該等服務要求時的用電資訊，進而評估基本電費、超約附加費以及服務品質違約罰款。如此一來，基於評估結果，本發明可決定分配服務要求至各資料中心的負載分配百分比，以有效地控制整體資料中心的用電相關成本。

為達上述目的，本發明揭露一種負載分配裝置，其包含一網路介面、一儲存器以及一處理器。該網路介面，用以透過一第一網路連接至複數資料中心。各該資料中心包含至少一伺服器。該儲存器用以記錄各該資料中心之一電費資訊。各該電費資訊包含一基本電費費率、一超約附加費以及一服務品質違約罰款。該處理器電性連接該網路介面及該儲存器，且用以執行下列步驟：(a)透過該網路介面自一第二網路接收複數服務要求；(b)針對各該資料中心，根據一排程，依序地分配複數資料分配百分比之該等服務要求，以自各該資料中心接收一用電資訊，並儲存至該儲存器；(c)根據該等用電資訊，建立各該資料中心之一成本資料；(d)根據該等成本資料及該等電費資訊，決定各該資料中心之一負載分配百分比；以及(e)根據該等負載分配百分比，將後續之該等服務要求分配至該等資料中心。

此外，本發明更揭露一種用於一負載分配裝置之負載分配方法。該負載分配裝置包含一網路介面、一儲存器及一處理器。該網路介面透過一網路連接至複數資料中心。各該資料中心包含至少一伺服器。該儲存器記錄各該資料中心之一電費資訊。各該電費資訊包含一基本電費費率、一超約附加費以及一服務品質違約罰款。該處理器電性連接該網路介面及該儲存器。該負載分配方法由該處理器執行且包含下列步驟：(a)透過該網路介面自該網路接收複數服務要求；(b)針對各該資料中心，根據一排程，依序地分配複數資料分配百分比之該等服務要求，以自各該資料中心接收一用電資訊，並儲存至該儲存器；(c)根據該等用電資訊，建立各該資料中心之一成本資料；(d)根據該等成本資料及該等電費資訊，決定各該資料中心之一負載分配百分比；以及(e)根據該等負載分配百分比，將後續之該等服務要求分配至該等資料中心。

在參閱圖式及隨後描述的實施方式後，所屬技術領域具有通常知識者便可瞭解本發明之其它目的，以及本發明之技術手段及實施態樣。

10‧‧‧第一網路

11‧‧‧負載分配裝置

20‧‧‧第二網路

111‧‧‧網路界面

113‧‧‧儲存器

115‧‧‧處理器

C1‧‧‧資料中心

C2‧‧‧資料中心

Cn‧‧‧資料中心

U1‧‧‧終端裝置

U2‧‧‧終端裝置

U3‧‧‧終端裝置

第1圖係描繪本發明第一實施例中，負載分配裝置11、資料中心C1、C2、…、Cn、第一網路10與第二網路20彼此間的連接關係；第2圖係為本發明之負載分配裝置11之示意圖；以及第3圖係為第二實施例之一負載分配方法之流程圖。

以下將透過實施例來解釋本發明之內容。須說明者，本發明的實施例並非用以限制本發明須在如實施例所述之任何特定的環境、應用或特殊方式方能實施。因此，有關實施例之說明僅為闡釋本發明之目的，而非用以限制本發明，且本案所請求之範圍，以申請專利範圍為準。除此之外，於以下實施例及圖式中，與本發明非直接相關之元件已省略而未繪示，且以下圖式中各元件間之尺寸關係僅為求容易瞭解，非用以限制實際比例。

本發明之第一實施例如第1圖所示，其描繪本發明之負載分配裝置11透過一第一網路10連接至多個資料中心C1、C2、…、Cn，並自第二網路接收複數服務要求(圖未繪示)。該等服務要求係由多個終端裝置U1、U2、…、Un至少其中一所產生，並透過一第二網路20傳送至負載分配裝置11。本發明之負載分配裝置11可為一網路服務提供業者所架設之入口伺機器、路由裝置或任一具有分配該等服務要求至資料中心C1、C2、…、Cn能力之裝置。資料中心C1、C2、…、Cn係由該網路服務提供業者建置於單一地區或多地區。

第2圖係為本發明之負載分配裝置11之示意圖。負載分配裝置11包含一網路介面111、一儲存器113及一處理器115。處理器115電性連接網路介面111及儲存器113。網路介面111透過第一網路10連接至資料中心C1、C2、…、Cn。儲存器113記錄各資料中心C1、C2、…、Cn之一電費資訊。每一電費資訊包含一基本電費費率、一超約附加費以及一服務品質違約罰款。

處理器115透過網路介面111自第二網路20接收該等服務要求。隨後，針對各資料中心C1、C2、…、Cn，根據一排程，依序地分配複數資料分配百分比(例如：5%、10%、15%、20%、…等)之該等服務要求，以自各該資料中心接收一用電資訊，並儲存至儲存器113。

舉例而言，上述排程可定義複數統計區間(例如：每一統計區間為2小時)。針對各資料中心C1、C2、…、Cn，處理器115係分別於各統計區間內，持續分配該等資料分配百分比其中之一之該等服務要求。以資料中心C1作為範例說明，處理器115在2小時(即統計區間)內持續分配5%的服務要求至資料中心C1。隨後，處理器115於下個2小時內，持續分配10%的服務要求至資料中心C1。類似地，處理器115接著於下個2小時內，持續分配15%的服務要求至資料中心C1。如此一來，經過幾個統計區間，處理器115即可將所有資料分配百分比之服務要求陸續地分配給資料中心C1。

另外，於本發明中，因應負載分配裝置11於這些統計區間的分配操作，資料中心C1會將這些統計區間之用電資訊傳送至負載分配裝置11。用電資訊包含一用電功率、一用電需量以及一服務反應時間。隨後，處理器115則根據資料中心C1之用電資訊，建立資料中心C1之一成本資料(cost profile)。

具體而言，處理器115自資料中心C1之用電資訊，針對各資料分配百分比擷取一最大用電功率、一最小用電功率、一最大用電需量、一最小用電需量、一最大服務反應時間及一最小服務反應時間，以建立成本資料。成本資料係可如下表1所示，其中服務反應時間可更細分為多種服務類型的服務反應時間，但不限於此。

於建立資料中心C1之成本資料後，處理器115接續對資料中心C2進行如前述對資料中心C1之操作，以建立資料中心C2之成本資料。當所有資料中心C1、C2、…、Cn之成本資料皆建立完成後，處理器115根據該等成本資料及該等電費資訊，決定各資料中心C1、C2、…、Cn之一負載分配百分比。

詳言之，本發明所考量之用電相關成本係包含基本電費、超約附加費以及服務品質違約罰款。處理器115根據成本資料中的最大用電功率及最小用電功率，可判斷在各資料分配百分比下，各資料中心C1、C2、…、Cn所使用的用電功率是否會超過其與電力公司所簽訂之契約中的最大用電功率，以及根據成本資料中的最大用電需量及最小用電需量可判斷在各資料分配百分比下，各資料中心C1、C2、…、Cn所使用的用電需量是否會超過其與電力公司所簽訂之契約中的最大用電需量。據此，處理器115可判斷各資料中心C1、C2、…、Cn在處理各資料分配百分比之服務要求下，是否需支付超約附加費。

另外，處理器115將成本資料中的最大用電需量及最小用電需量分別乘上電費資訊中的基本電費費率，可得到各資料中心C1、C2、…、Cn在處理各資料分配百分比之服務要求下所產生的基本電費。再者，處理器115根據成本資料中各服務類型的最大服務反應時間及最小服務反應時間，處理器115可判斷各資料中心C1、C2、…、Cn在處理各資料分配百分比之服務要求下，是否需服務品質違約罰款。

如此一來，處理器115即可得到各資料中心C1、C2、…、Cn在處理各資料分配百分比之服務要求下之用電相關成本，並據此決定各資料中心C1、C2、…、Cn之一負載分配百分比。接著，處理器115根據該等負載分配百分比，將後續之該等服務要求分配至資料中心C1、C2、…、Cn。

換言之，藉由評估各資料中心C1、C2、…、Cn在處理各資料分配百分比之服務要求下之用電相關成本，處理器115可得到各種分配組合下的整體用電相關成本，以選擇整體用電相關成本最低的分配組合作為該等負載分配百分比。各負載分配百分比係選自於該等資料分配百分比其中之一，且該等負載分配百分比之一總數值係百分之百。

需注意者，上述之統計區間、資料分配百分比之數值及個數僅作為舉例說明，所屬技術領域中具有通常知識者基於前述內容，可知統計區間、資料分配百分比之數值及個數可依實際運作條件所規劃，並取決於欲評估整體用電相關成本的精確度。舉例而言，當統計區間越長、資料分配百分比之個數越多、資料分配百分比之數值間距越小，則可提高評估整體用電相關成本的精確度。

本發明之第二實施例係為一負載分配方法，其流程圖係如第3圖所示。負載分配方法適用於一負載分配裝置，例如：第一實施例之負載分配裝置11。負載分配裝置包含一網路介面、一儲存器及一處理器。網路介面透過一第一網路連接至複數資料中心。儲存器記錄各資料中心之一電費資訊。各電費資訊包含一基本電費費率、一超約附加費以及一服務品質違約罰款。處理器電性連接網路介面及儲存器，並執行負載分配方法。

首先於步驟301中，透過網路介面自一第二網路接收複數服務要求。接著，於步驟303中，針對各資料中心，根據一排程，依序地分配複數資料分配百分比之該等服務要求，以自各資料中心接收一用電資訊，並儲存至儲存器。隨後，於步驟305中，根據該等用電資訊，建立各資料中心之一成本資料。於步驟307中，根據該等成本資料及該等電費資訊，決定各資料中心之一負載分配百分比。最後，於步驟309中，根據該等負載分配百分比，將後續之該等服務要求分配至該等資料中心。

除了上述步驟，本實施例的負載分配方法亦能執行前述第一實施例所描述的所有操作及具備所對應的所有功能。所屬技術領域具有通常知識者可直接瞭解本實施例如何基於前述第一實施例的揭露內容執行此等操作及具備此等功能，於此不再贅述。

綜上所述，本發明提供一種負載分配機制。當負載分配裝置採用此負載分配機制時，可統計該資料中心在處理多種百分比之該等服務要求時的用電資訊，進而評估基本電費、超約附加費以及服務品質違約罰款。最後，負載分配裝置根據評估結果，決定分配多少百分比之服務要求至各資料中心，據此得以有效地控制整體資料中心的用電相關成本。

上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利保護範圍應以申請專利範圍為準。

Claims

一種負載分配裝置，包含：一網路介面，用以透過一第一網路連接至複數資料中心；一儲存器，用以記錄各該資料中心之一電費資訊，各該電費資訊包含一基本電費費率、一超約附加費以及一服務品質違約罰款；以及一處理器，電性連接該網路介面及該儲存器，用以執行下列步驟：(a)透過該網路介面自一第二網路接收複數服務要求；(b)針對各該資料中心，根據一排程，依序地分配複數資料分配百分比之該等服務要求，以自各該資料中心接收一用電資訊，並儲存至該儲存器；(c)根據該等用電資訊，建立各該資料中心之一成本資料(cost profile)；(d)根據該等成本資料及該等電費資訊，決定各該資料中心之一負載分配百分比；以及(e)根據該等負載分配百分比，將後續之該等服務要求分配至該等資料中心。
如請求項1所述之負載分配裝置，其中各該用電資訊包含一用電功率、一用電需量以及一服務反應時間。
如請求項2所述之負載分配裝置，其中針對各該資料中心，步驟(c)更包含下列步驟：自該用電資訊，擷取一最大用電功率、一最小用電功率、一最大用電需量、一最小用電需量、一最大服務反應時間及一最小服務反應時間，以建立該成本資料。
如請求項1所述之負載分配裝置，其中該排程定義複數統計區間，以及針對各該資料中心，該步驟(b)更包含下列步驟：分別於各該統計區間內，持續分配該等資料分配百分比其中之一之該等服務要求。
如請求項1所述之負載分配裝置，其中各該負載分配百分比係該等資料分配百分比其中之一，且該等負載分配百分比之一總數值係百分之百。
一種用於一負載分配裝置之負載分配方法，該負載分配裝置包含一網路介面、一儲存器及一處理器，該網路介面透過一第一網路連接至複數資料中心，該儲存器記錄各該資料中心之一電費資訊，各該電費資訊包含一基本電費費率、一超約附加費以及一服務品質違約罰款，該處理器電性連接該網路介面及該儲存器，該負載分配方法由該處理器執行且包含下列步驟：(a)透過該網路介面自一第二網路接收複數服務要求；(b)針對各該資料中心，根據一排程，依序地分配複數資料分配百分比之該等服務要求，以自各該資料中心接收一用電資訊，並儲存至該儲存器；(c)根據該等用電資訊，建立各該資料中心之一成本資料(cost profile)；(d)根據該等成本資料及該等電費資訊，決定各該資料中心之一負載分配百分比；以及(e)根據該等負載分配百分比，將後續之該等服務要求分配至該等資料中心。
如請求項6所述之負載分配方法，其中各該用電資訊包含一用電功率、一用電需量以及一服務反應時間。
如請求項7所述之負載分配方法，其中針對各該資料中心，步驟(c)更包含下列步驟：自該用電資訊，擷取一最大用電功率、一最小用電功率、一最大用電需量、一最小用電需量、一最大服務反應時間及一最小服務反應時間，以建立該成本資料。
如請求項6所述之負載分配方法，其中該排程定義複數統計區間，以及針對各該資料中心，該步驟(b)更包含下列步驟：分別於各該統計區間內，持續分配該等資料分配百分比其中之一之該等服務要求。
如請求項6所述之負載分配方法，其中各該負載分配百分比係該等資料分配百分比其中之一，且該等負載分配百分比之一總數值係百分之百。