[发明专利]用于虚拟化数据中心中的协调能量管理的方法和设备

说明书

相关申请

本申请要求2010年1月13日提交的美国临时申请号为61/294,589的美国临时申请的权益，在此通过参引的方式将该美国临时申请的公开整体并入。

技术领域

本公开涉及虚拟化数据中心能量管理。更具体地，本公开涉及用于处于集群级服务器开-关（合并）管理和服务器级DVFS（动态电压和频率调节）管理的协调虚拟化数据中心能量管理的方法和设备。

背景技术

估计美国的年度数据中心能耗到2011年增长到超过1000亿千瓦时，耗费74亿美元。另一个趋势分析估计，截止到2014年，对于运行数据中心的整个的总成本，基础设施和能量成本将占据大约75%而IT将占据明显较少的25%。相对于所使用的能量的量，在新的绿色IT倡议中增加在数据中心中完成的实际计算工作量是紧迫的需要。

类似电压和频率调节这样的服务器合并和服务器特征对每瓦特的总的数据中心性能具有显著的影响。服务器合并基于以下发现，即：很多企业服务器都不是一直最大程度地使用可用的服务器资源，并且虚拟化技术有助于将多个物理服务器合并到单个高端系统上，用于实现更高的资源利用率。类似动态电压和频率调节（DVFS）这样的现代服务器功率控制特征通过根据运行时间工作负载修改处理器运行频率（电压）来驱动服务器性能近似能量比例计算。要解决的问题是通过使用集群级服务器开-关能量管理和用于服务器级能量管理的本地DVFS控制来为管理具有减小的能耗的虚拟化数据中心设计高效的解决方案。

关于服务器级功率控制，具有独立的或协同的DVFS技术。关于集群级能量管理，具有动态服务器/负载合并方法。尽管各级的解决方案可以被组合以运行虚拟化数据中心，但这些方案可能相互干涉，并且两种方案的任意组合并不一定利用了其全部的能力。还没有提出以协调的方法明确地管理这两个级的能量管理解决方案。

发明内容

此处公开了一种用于协调虚拟化数据中心中的能量管理的方法，该虚拟化数据中心包括多个物理服务器和多个虚拟机。所述方法包括：在计算机处理中分析关于虚拟化数据中心的状态信息；从分析的状态信息在计算机处理中确定用于服务器合并的服务器利用率目标设定；以及根据所确定的服务器利用率目标设定在计算机处理中执行服务器合并。

此处还公开了一种用于协调虚拟化数据中心中的能量管理的系统，该虚拟化数据中心包括多个物理服务器和多个虚拟机。该系统包括处理器，该处理器执行用于分析关于虚拟化数据中心的状态信息的指令、从分析的状态信息确定用于服务器合并的服务器利用率目标设定、并且根据所确定的服务器利用率目标设定执行服务器合并。

附图说明

图1A是示出虚拟化数据中心中的协调能量管理系统的实施例的功能框图。

图1B是图1A的系统的处理流程图。

图2是虚拟机布置决定过程的流程图。

图3是虚拟机大小测定过程的流程图。

图4A-4B是虚拟机布置算法的三个实施例的流程图。

图5是用于实现此处描述的方法和系统的计算机装置的框图。

具体实施方式

本公开提出了一种协调能量管理（COEM）系统。该COEM系统在运行虚拟化数据中心时能够实现较低能量成本，并且允许执行限定服务器过载概率的概率性服务等级协议（SLA）。

图1A是示出虚拟化数据中心14中的COEM系统10的实施例的功能框图。虚拟化数据中心14能够包括两个或更多个物理服务器15。COEM系统10包括系统状态分析部件11、虚拟机（VM）布置决定部件12、以及物理服务器15处的服务器部件13中的本地功率控制。

COEM系统10通过两个过程来协调两级能量管理。在第一过程中，系统状态分析部件11为服务器合并过程决定服务器利用率目标设定，该服务器合并过程由VM布置决定部件12来执行。在那以后，VM布置决定部件12为各个物理服务器15处的本地功率控制部件决定能量相关的管理目标，如服务器开-关或合并控制或DVFS控制目标设定。

在第二过程中，新的VM大小测定技术——在本文称为有效大小测定——被应用在VM布置决定中，该技术提高了服务器合并和服务器DVFS控制两者的性能。

图1B是图1A的COEM系统10的过程流程图。在方框101中，系统状态分析部件11分析诸如服务器工作负载和性能妨碍（performance violation）之类的虚拟化数据中心信息，并且为服务器合并过程决定服务器利用率目标设定。