TWI534703B

TWI534703B - 根據資源使用率易失性管理分區計算系統中的資源的系統與方法

Info

Publication number: TWI534703B
Application number: TW099129108A
Authority: TW
Inventors: 巴斯卡傑亞拉曼; 布萊恩麥金
Original assignee: Lsi公司
Priority date: 2010-05-11
Filing date: 2010-09-07
Publication date: 2016-05-21
Also published as: EP2386948A2; JP2011238202A; EP2386948A3; CN102243599A; US20110283289A1; EP2386948B1; TW201140433A; US8745633B2; KR101184843B1; KR20110124688A; EP3657332A1; JP5404562B2

Description

根據資源使用率易失性管理分區計算系統中的資源的系統與方法

本發明關於根據資源使用易失性管理分區計算系統中的資源的系統與方法。

典型地，包含多重分區之分區計算系統的性能係依照諸如中央處理單元(CPU)、輸入/輸出(I/O)、記憶體、及類似物之其資源的使用率而測量。在資料中心之分區計算系統的資源之尖峰使用率通常會發生在不同的時間且會發生許多次，而它們可為隨機且為不可預期的。分區計算系統的資源之使用率的增加或減少可影響到其之性能，且需予以可靠地管理以供性能改善之用，亦即，為了要改善性能，需管理該分區計算系統的硬體資源。

往往，在分區計算系統上的資源之此確保的可靠度和管理會受到服務層次協議(SLA)所支配。例如，使用者可根據SLA而指定資源至一或更多個分區；惟，該等分區可能不需要所有指定的資源以運作應用程式。此將造成所指定之資源的使用不足，且亦可導致資源使用率偏低之風險。對照地，使用者可指定少於所需之資源至分區計算系統中之一或更多個分區，而此將導致資源使用率偏高之風險，且會大大地影響性能。

此概述係提供以符合37C.F.R.§1.73(需發明之概述以簡要地指出發明的性質及實體)。將瞭解的是，所提出的概述不應被使用以解讀或限制申請專利範圍的範疇及內涵。

本發明揭示根據資源使用率易失性管理分區計算系統中的資源的系統與方法。在一觀點中，於用以根據資源使用率易失性管理分區計算系統中的資源之電腦實施方法中，其中該分區計算系統包括一或更多個分區，用於各分區之資源使用率的易失性係根據與各分區相關聯之所計算的資源使用率增益/損失而計算。而且，決定各分區之目前資源使用率。然後，資源飽和之風險係藉由比較計算之資源使用率的易失性與所決定的各分區之目前資源使用率而決定。進一步地，分區計算系統中的資源係使用與各分區相關聯之所決定的資源飽和之風險而管理。

在另一觀點中，用以根據資源使用率易失性管理分區計算系統中的資源之非暫時性電腦可讀取儲存媒體具有指令，當由計算裝置執行時，致使計算裝置執行如上述之方法。

在又一觀點中，系統包含：包括一或更多個分區的分區計算系統；網路；顯示裝置；以及分區計算系統資源管理器。分區計算系統資源管理器係經由網路而耦接至分區計算系統，且包含顯示模組。分區計算系統資源管理器根據與各分區相關聯之所計算的資源使用率增益/損失計算用於各分區之資源使用率的易失性。然後，分區計算系統資源管理器決定各分區之目前使用率。

進一步地，分區計算系統資源管理器藉由比較計算之資源使用率的易失性與所決定的各分區之目前資源使用率，而決定資源飽和之風險。分區計算系統資源管理器的顯示模組顯示用於各分區之所決定的資源飽和之風險，其可由使用者使用以管理分區計算系統中的資源。

該等實施例之其他特性將從附圖且從緊隨之詳細說明而呈現明顯。

本發明揭示根據資源使用率易失性管理分區計算系統中的資源的系統與方法。在本發明實施例之以下詳細說明中，將參照形成其之一部分的附圖，且藉由圖繪顯示其中可實行本發明之特定的實施例。該等實施例係充分詳細地敘述，以使熟習於本項技藝之該等人士能實行本發明；而且，應瞭解的是，可使用其他的實施例且可作成改變而不會背離本發明之範疇。因此，以下的詳細說明不應以限制之觀點來加以解釋，且本發明之範疇應由附錄申請專利範圍所界定。

在文獻中，分區計算系統表示在管理程序或模擬機之下的邏輯分區系統或虛擬機器。

第1圖描繪依據一實施例之根據資源使用率易失性管理分區計算系統的資源之代表性方法100的電腦實施流程圖。分區計算系統包含一或更多個分區，其中各分區包含諸如至少一CPU、至少一記憶體、及至少一I/O的資源。在步驟102，偵測及追踪各分區的資源使用率。例如，與資源使用率相關聯的資料係收集於預定的時間週期，且登錄於表之中(例如，第2圖的表200)。該等預定的時間週期可在從各分區上的時脈可提供之最小單元的時間到使用者(例如，系統管理者)想要考慮之最大單元的時間之範圍。

在步驟104，用於各分區的資源使用率增益/損失係在預定的時間週期根據所偵測及所追踪的資源使用率而計算。在步驟106，平均值係使用用於各分區之在預定的時間週期所計算的資源使用率增益/損失而計算。在步驟108，用於各分區之資源使用率的易失性係根據所計算的資源使用率增益/損失而計算。應注意的是，與各分區相關聯之所計算的資源使用率增益/損失、所計算的平均值、及所計算之資源使用率的易失性係記錄於表中，以分析分區計算系統的資源之典型統計上的使用率圖案。

在步驟110，決定各分區之目前資源使用率。在步驟112，資源飽和之風險係藉由比較計算之資源使用率的易失性與所決定的各分區之目前資源使用率而決定。依據本發明之實施例，所計算之資源使用率的易失性、目前資源使用率、及所決定的資源飽和之風險係登錄於表中(例如，第3圖的表302)，且可在GUI中對使用者顯示。在步驟114，於分區計算系統中的資源係使用與各分區相關聯之所決定的資源飽和之風險而管理。例如，使用者可在GUI中分析該表，且根據應用程式需求而管理分區計算系統的資源。

第2圖係就本發明之情況描繪包含分區計算系統的資源之典型統計上的使用率圖案的表200。特別地，表200包含與各分區相關聯之在預定的時間週期所計算的資源使用率增益/損失、所計算的平均值、及所計算之資源使用率的易失性。在一實施例中，藉由自表200分析統計上的使用率圖案，可決定資源飽和之風險；從而，使用者可管理分區計算系統的資源。

如圖示地，表200包含：時間欄202；記憶體使用率欄204；自然對數(LN)欄206，係與記憶體使用率相關聯；CPU使用率欄208；LN欄210，係與CPU使用率相關聯；每秒I/O欄212；以及LN欄214，係與每秒I/O相關聯。可從表200看到的是，預定的時間週期係諸如X、X+Δ、X+2Δ、X+3Δ、X+4Δ、及X+5Δ之等間距的。在預定的時間週期上與記憶體、CPU、及每秒I/O相關聯的資源使用率增益/損失係分別登錄於記憶體使用率欄204、CPU使用率欄208、及每秒I/O欄212之中。資源使用率增益/損失係藉由偵測及追踪各個分區之中的資源使用率而決定。

進一步地，在預定的時間週期上與記憶體、CPU、及每秒I/O相關聯的資源使用率增益/損失之LN係分別登錄於LN欄206、LN欄210、及LN欄214之中。例如，LN係針對X+Δ處之值/X處之值而計算。表200亦包含平均值，該平均值係使用與記憶體、CPU、及每秒I/O相關聯的資源使用率增益/損失而計算。進一步地，計算與記憶體、CPU、及每秒I/O相關聯的資源使用率增益/損失之標準偏差，且如圖所示地登錄其於表200中。

在一實施例中，所計算之標準偏差對應於分區之中的資源使用率之易失性。例如，易失性係分區中之各資源使用率的變化程度之量度，且決定資源飽和的可能性。標準偏差可根據短期或長期的歷史資料，或其之結合而計算。低的標準偏差指示的是，所有的資料點均極為接近於平均值；且同時，高的標準偏差指出該等資料點係〝分散〞於大範圍的值之上。根據使用者需要，標準偏差之值可滑動至下一組合的值，或標準偏差可累積地計算。

如表200中所示地，與記憶體使用率相關聯的標準偏差係3.90%，與CPU使用率相關聯的則為0.61%，以及與I/O使用率相關聯的為0.69%。應注意的是，具有趨近於零之標準偏差的資源係最穩定的資源，因此，不易散失；而具有非趨近於零之標準偏差的資源則為最不穩定的資源，且因此，係易失的。

第3圖描繪根據一實施例之包含可在管理分區計算系統的資源中使用的表302之GUI 300。特別地，GUI 300致使使用者能選擇用以移入、移出、或分享資源的分區。如所描繪地，表302包含分區欄304、易失性欄306、目前使用率欄308、資源接納者欄310、資源逐出者欄312、及資源飽和之風險欄314。

易失性欄306顯示分區中之資源使用率的易失性，其對應於所計算的標準偏差。目前使用率欄308顯示分區的目前資源使用率。資源接納者欄310顯示分區是否係資源接納者。資源逐出者欄312顯示分區是否係資源逐出者。資源飽和之風險欄314顯示根據資源使用率的易失性及目前資源使用率之分區中的資源飽和之風險。

如表302中所示地，與分區1相關聯的易失性係100%，且在分區1之中的目前資源使用率亦係100%。因而，分區1為資源接納者。因此，與分區1相關聯的資源飽和之風險變高。與分區3相關聯的易失性係100%，且在分區3之中的目前資源使用率係0%。因而，分區3為資源逐出者，且與分區3相關聯的資源飽和之風險係具有週期性瓶頸的中等，亦即，其並不取用任何資源，但其可給予資源至一或更多個分區。

進一步地，如表302中所示地，與分區2相關聯的易失性係0%，且在分區2之中的目前資源使用率係100%。因而，分區2為資源接納者，且與分區2相關聯的資源飽和之風險變高。此外，如表302中所示地，與分區4相關聯的易失性係0%，且在分區4之中的目前資源使用率係0%。分區4為資源逐出者，且因此，不具有與分區4相關聯的資源飽和之風險。

使用者可分析GUI 300中的表302，且管理分區計算系統的資源。例如，使用者可移入新的資源、移出該等資源、或分享該等資源於分區計算系統之中。而且，使用者可在管理該等資源的期間考慮應用程式需求。在一實施例中，係使分區計算系統的資源之管理自動化。

第4圖描繪依據一實施例之根據資源使用率易失性管理分區計算系統的資源之系統的方塊圖400。系統可包含一或更多個分區計算系統。如第4圖中所示地，分區計算系統402包含分區416A～D。諸如記憶體、CPU、及I/O之資源係分佈於分區416A～D之中。應注意的是，分區416A～D各可配置一或更多個記憶體404A～F、一或更多個CPU 406A～F、及一或更多個I/O 408A～E。而且，分區416A～D可分享該分區計算系統402中之資源。

如描繪地，分區416A包含諸如記憶體404A及404D、CPU 406A及406E、以及I/O 408B之資源。分區416B包含諸如記憶體404C、CPU 406B及406D、以及I/O 408C之資源。可注意的是，記憶體404C係由該等分區416B及416D所分享。分區416C包含諸如記憶體404E及404F、I/O 408D及408E、以及CPU 406E及406F之資源。可注意的是，CPU 406E係由分區416C及分區416A所分享。分區416D包含諸如記憶體404B及404C、CPU 406C、以及I/O 408A及408D之資源。可注意的是I/O 408D係由該等分區416D及416C所分享。

可自第4圖看到的是，分區計算系統402係經由網路410而耦接至分區計算系統資源管理器412。分區計算系統資源管理器412根據諸如記憶體404A～F、CPU 406A～F、及I/O 408A～E之資源使用率，監測、分析、及管理分區416A～D的使用率。依據本發明之實施例，分區計算系統資源管理器412分析該等分區416A～D之統計上的使用率圖案，且決定資源飽和之風險。例如，統計上的使用率圖案係使用包含與各分區416A～D相關聯之在預定的時間週期所計算的資源使用率增益/損失、所計算的平均值、及所計算之資源使用率的易失性之表200而分析。

分區計算系統資源管理器412包含顯示模組414，用以對使用者顯示該統計上的使用率圖案之分析的結果。根據該等顯示之結果，使用者可決定是否指定新的資源至分區416A～D，是否自分區416A～D移出任何資源，或是否分享資源於分區416A～D之間。例如，所顯示之結果包含所計算之資源使用率的易失性、目前資源使用率、及所決定的資源飽和之風險，如表302中所示。如第4圖中所示地，在分區416C中之資源被完全地使用，且資源飽和之風險變高。在分區416A中之諸如記憶體404A及CPU 406A的資源並未被使用。因而，分區416C為資源接納者，以及分區416A為資源逐出者。

第5圖顯示用以實施本發明標的物之實施例的合適計算系統環境500之實例。第5圖及以下的討論係打算提供其中可實施本文中所包含之發明概念的若干實施例之合適計算環境的簡明、概括之說明。

以個人電腦或行動裝置之形式的通用計算裝置502可包含處理單元504、記憶體506、可卸取式儲存器518、及不可卸取式儲存器520。計算裝置502額外地包含匯流排514及網路介面516。計算裝置502可包含或具有對計算系統環境500之存取，該計算系統環境500包含一或更多個使用者輸入裝置522、一或更多個輸出裝置524、及諸如網路介面卡或通用串聯匯流排連接之一或更多個通訊連接526。

該一或更多個使用者輸入裝置522可為觸控螢幕及手寫筆、軌跡球、鍵盤、軟質按鍵、滑鼠、及其類似物。該一或更多個輸出裝置524可為個人電腦或行動裝置的顯示裝置。該等通訊連接526可為局部區域網路、寬域網路、及/或其他網路。

記憶體506可包含揮發性記憶體508及非揮發性記憶體510。各式各樣的電腦可讀取儲存媒體可儲存於且存取自諸如揮發性記憶體508及非揮發性記憶體510之計算裝置502的記憶體元件、可卸取式儲存器518、及不可卸取式儲存器520之中。電腦記憶體元件可包含諸如僅讀記憶體、隨機存取記憶體、可拭除可編程僅讀記憶體、可電性拭除可編程僅讀記憶體、硬碟驅動器，用以操縱小型光碟、數位影碟、磁片、磁帶匣、記憶卡、記憶棒(Memory Sticks^TM)、及其類似物之可卸取式媒體驅動器的用以儲存資料及可機器讀取指令之任何合適的記憶體裝置。

如此處所使用之處理單元504意指任何類型之計算電路，諸如，但未受限於微處理器、微控制器、複雜指令集計算微處理器、精減指令集計算微處理器、極長指令字微處理器、精確並行指令計算微處理器、圖形處理器、數位信號處理器、或任何其他類型的處理電路。處理單元504亦可包含諸如一般或可編程之邏輯裝置或陣列、應用特定積體電路、單一晶片電腦、智慧卡、及其類似物之嵌入式控制器。

本發明標的物之實施例可連同包含功能、程序、資料結構、及應用程式的程式模組而實施，用以執行任務，或界定摘要資料類型或低層次硬體情況。儲存於任何上述之儲存媒體上的機器可讀取指令可藉由計算裝置502之處理單元504而執行。例如，依據本發明標的物之教示及在此所敘述的實施例，電腦程式512可包含能根據資源使用率易失性管理分區計算系統中的資源之機器可讀取指令。在一實施例中，電腦程式512可包含於小型光碟僅讀記憶體(CD-ROM)上，且可自該CD-ROM下載至非揮發性記憶體510中之硬碟驅動器。該等機器可讀取指令可致使計算裝置502能依據本發明標的物之各式各樣實施例而編碼。

如所示地，電腦程式512包含分區計算系統資源管理器412。例如，分區計算系統資源管理器412可為以指令之形式而儲存於非暫時性電腦可讀取儲存媒體之上。該非暫時性電腦可讀取儲存媒體具有指令，當由計算裝置502所執行時，可致使計算裝置502執行第1至5圖中所描繪之一或更多個方法。

在各式各樣的實施例中，第1至5圖中所描繪之系統及方法可致使使用者能根據統計上的使用率圖案分析，而選擇分區計算系統中的分區，以移入或移出資源。以上所描繪之系統及方法確保的是，在分區計算系統中之資源使用率的增加或減少可予以可靠地操縱，而不會影響正運轉於該分區計算系統上的應用程式。以上所描繪之系統及方法亦將避免違反分區計算系統中之任何SLA。而且，上文所描繪之系統及方法可施加至儲存系統、儲存網路、個別的碟片驅動器、及其類似物。

雖然已參照特定的實例實施例來敘述本發明之實施例，但將呈現明顯的是，可對該等實施例作成各式各樣的修正和改變，而不會背離該等各式各樣實施例之更廣義的精神和範疇。再者，在本文中所敘述之各式各樣的裝置、模組、分析器、產生器、及其類似物可使用例如以互補金氧半為主之邏輯電路的硬體電路、韌體、軟體、及/或硬體、韌體、及/或以機器可讀取媒體所實施之軟體的任何組合而予以致能且操作。例如，各式各樣的電性結構及方法可使用電晶體、邏輯閘、及諸如應用特定積體電路之電性電路來加以實施。

100．．．方法

102～114．．．步驟

200，302．．．表

202．．．時間欄

204．．．記憶體使用率欄

206，210，214．．．自然對數(LN)欄

208．．．CPU使用率欄

212．．．每秒I/O欄

300．．．圖形使用者介面(GUI)

304．．．分區欄

306．．．易失性欄

308．．．目前使用率欄

310．．．資源接納者欄

312．．．資源逐出者欄

314．．．資源飽和之風險欄

400．．．方塊圖

402．．．分區計算系統

416A～D．．．分區

404A～F，506．．．記憶體

406A～F．．．CPU

408A～E．．．I/O

410．．．網路

412．．．分區計算系統資源管理器

414．．．顯示模組

500．．．合適的計算系統環境

502．．．計算裝置

504．．．處理單元

518．．．可卸取式儲存器

520．．．不可卸取式儲存器

514．．．匯流排

516．．．網路介面

522．．．使用者輸入裝置

524．．．輸出裝置

526．．．通訊連接

508．．．揮發性記憶體

510．．．非揮發性記憶體

各式各樣的實施例係參照圖式而敘述於此，其中：

第1圖描繪依據一實施例之根據資源使用率易失性管理分區計算系統的資源之代表性方法的電腦實施流程圖；

第2圖係就本發明之情況描繪包含分區計算系統的資源之典型統計上的使用率圖案之表；

第3圖描繪包含可在管理分區計算系統的資源中使用的表之圖形使用者介面(GUI)；

第4圖描繪依據一實施例之根據資源使用率易失性管理分區計算系統的資源之系統的方塊圖；以及

第5圖描繪用以實施本發明標的物之實施例的合適計算系統環境之實例。

在此所敘述之圖式僅係用於描繪之目的，且並不打算要以任何方式限制本揭示的範疇。

100．．．方法

102．．．步驟

104．．．步驟

106．．．步驟

108．．．步驟

110．．．步驟

112．．．步驟

114．．．步驟

Claims

一種用以根據資源使用率易失性管理分區計算系統中的資源之電腦實施方法，其中該分區計算系統包括一或更多個分區，該方法包含：在預定的時間週期，根據各分區的資源使用率，計算各分區的資源使用率增益/損失；根據與各分區相關聯之該所計算的資源使用率增益/損失，計算用於各分區之資源使用率的易失性，其中各分區的資源使用率的該易失性對應於與各分區相關聯之該所計算的資源使用率增益/損失的標準偏差；決定各分區之目前資源使用率；藉由比較各分區之該計算之資源使用率的易失性與所決定的目前資源使用率，而決定資源飽和之風險；以及使用與各分區相關聯之所決定的資源飽和之風險，來管理該分區計算系統中的資源。
如申請專利範圍第1項之方法，其中根據與各分區相關聯之所計算的資源使用率增益/損失，計算用於各分區之資源使用率的易失性包含：使用在該等預定的時間週期所計算的各分區的資源使用率增益/損失，計算平均值；以及根據該所計算的資源使用率增益/損失，計算用於各分區之資源使用率的該易失性。
如申請專利範圍第1項之方法，其中在預定的時間週期，計算用於各分區的資源使用率增益/損失包含：在所述預定的時間週期，偵測及追踪各分區的所述資源使用率；以及根據所偵測及所追踪的資源使用率，計算在所述預定的時間週期的各分區的資源使用率增益/損失。
如申請專利範圍第1項之方法，其中該等資源係選擇自由CPU、I/O、及記憶體所組成的組群。
一種具有指令的非暫時性電腦可讀取儲存媒體，當指令由計算裝置執行時，致使該計算裝置執行包含根據資源使用率易失性管理分區計算系統中的資源之方法，該方法包含：在預定的時間週期，根據各分區的資源使用率，計算各分區的資源使用率增益/損失；根據與各分區相關聯之該所計算的資源使用率增益/損失，計算用於各分區之資源使用率的易失性，其中各分區的資源使用率的該易失性對應於與各分區相關聯之該所計算的資源使用率增益/損失的標準偏差；決定各分區之目前資源使用率；藉由比較各分區之該所計算之資源使用率的易失性與所決定的目前資源使用率，而決定資源飽和之風險；以及使用與各分區相關聯之所決定的資源飽和之風險來管理該分區計算系統中的資源。
如申請專利範圍第5項之非暫時性電腦可讀取儲存媒體，其中根據與各分區相關聯之所計算的資源使用率增益/損失，計算用於各分區之資源使用率的易失性包含：使用用於各分區之在該等預定的時間週期所計算的資源使用率增益/損失，計算平均值；以及根據該所計算的資源使用率增益/損失，計算用於各分區之資源使用率的易失性。
如申請專利範圍第5項之非暫時性電腦可讀取儲存媒體，其中在預定的時間週期計算用於各分區的資源使用率增益/損失包含：在所述預定的時間週期，偵測及追踪各分區的該資源使用率；以及根據該所偵測及所追踪的資源使用率，計算在所述預定的時間週期的各分區的資源使用率增益/損失。
如申請專利範圍第5項之非暫時性電腦可讀取儲存媒體，其中該等資源係選擇自由CPU、I/O、及記憶體所組成的組群。
一種根據資源使用率易失性管理分區計算系統中之資源的系統，包含：分區計算系統，包括一或更多個分區；網路；顯示裝置；以及分區計算系統資源管理器，係經由該網路而耦接至該分區計算系統，其中該分區計算系統資源管理器包含顯示模組，其中該分區計算系統資源管理器在預定的時間週期，計算各分區的資料使用率增益/損失；其中該分區計算系統資源管理器根據與各分區相關聯之該所計算的資源使用率增益/損失，計算用於各分區之資源使用率的易失性，其中用於各分區的資源使用率的該易失性對應於與各分區相關聯之該所計算的資源使用率增益/損失的標準偏差，其中該分區計算系統資源管理器決定各分區之目前資源使用率，其中該分區計算系統資源管理器藉由比較各分區之該所計算之資源使用率的易失性與所決定的目前資源使用率而決定資源飽和之風險，以及其中該分區計算系統資源管理器的該顯示模組顯示用於各分區之所決定的資源飽和之風險，其可由使用者使用以管理該分區計算系統中的資源。
如申請專利範圍第9項之系統，其中該分區計算系統資源管理器在根據與各分區相關聯之所計算的資源使用率增益/損失，計算用於各分區之資源使用率的易失性時，使用在所述預定的時間週期該所計算的各分區的資源使用率增益/損失，計算平均值，以及根據該所計算的資源使用率增益/損失，計算用於各分區之資源使用率的易失性。
如申請專利範圍第9項之系統，其中該分區計算系統資源管理器在預定的時間週期計算用於各分區的資源使用率增益/損失時，在所述預定的時間週期，偵測及追踪各分區的該資源使用率，以及根據該所偵測及所追踪的資源使用率而在，所述預定的時間週期，計算用於各分區的資源使用率增益/損失。
如申請專利範圍第9項之系統，其中該分區計算系統資源管理器管理選擇自由該分區計算系統中之CPU、I/O、及記憶體所組成的組群之資源。