[发明专利]一种基于虚拟化的数据中心的能耗管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及能耗管理技术，特别涉及一种基于虚拟化的云平台中心的能耗管理方法。

背景技术

近年来，数据中心的高能耗逐渐成为一个突出的问题，尤其是随着云计算的到来，更多的计算资源和存储资源集中在云端，给能耗的高效管理带来更大的挑战。数据中心的高能耗问题不仅造成电能的浪费，系统运行的不稳定，同时也对环境造成不良影响。

高能耗问题主要来源于两方面：一个是处理器层次的能耗、另一个是数据中心层次的能耗。随着处理器制造工艺的不断进步，处理器在获得高运行速度的同时，带来了高能耗问题。尽管一些硬件上的优化技术在一定程度上提升了能量的使用效率，但是处理器的能耗受应用程序使用模式的影响，过高的负载和过低的利用率都会导致高能耗电能低效的问题。在数据中心层次，随着数据中心规模的不断增长，数据中心出现了更加困难的情况：一方面由于物理服务器数量的不断增长和处理能力的不断增强，带来了更多的能量消耗；另一方面每个服务器过低的利用率又造成了巨大的电能浪费。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中，云计算基础设施很少能提供支持能量感知的部件和服务，无法满足服务质量需求的同时最小化能耗开销的问题。

为达到上述目的，本发明提供一种基于虚拟化的数据中心的能耗管理方法，其特征在于，包括如下步骤：

建立数据中心的资源能耗模型，构建特定类型资源的利用率与数据中心系统能耗的关联；

测量虚拟机运行时的资源利用率，通过典型虚拟机化平台提供的硬件性能计数器进行在线的能耗轮廓分析；

评估虚拟机能耗情况，输入资源利用率，通过所述资源能耗模型的计算，间接推断虚拟机的能耗；

构建能耗管理机制及能耗管理算法实现对数据中心的资源能耗管理。

具体地，所述资源能耗模型分为静态能耗模型及动态能耗模型，所述静态能耗模型包括CPU能耗模型、内存能耗模型、硬盘能耗模型及整体能耗模型，所述动态能耗模型包括服务器整合能耗模型及在线迁移能耗模型。

具体地，所述能耗轮廓分析包括物理节点的能耗分析及虚拟机的能耗分析。

具体地，所述能耗管理机制包括虚拟化层能耗管理机制及云平台层能耗管理机制，所述虚拟化层能耗管理机制包括虚拟机管理器层能耗管理及虚拟机内部层的能耗管理，所述云平台层能耗管理机制包括虚拟能耗管理层的能耗管理及能耗管理中间件能耗管理。

具体地，所述能耗管理算法包括静态部署算法集动态部署算法，所述静态部署算法包括基于相关性的部署算法集基于峰值聚类部署算法，所述动态部署算法包括能量最小部署算法、基于历史感知部署算法集迁移开销感知部署算法。

进一步地，所述能耗管理算法还包括有效簇拓扑部算法及最大利用率部署算法。

进一步地，所述能耗管理算法还包括单阈值迁移部署算法、最小化迁移部署算法、最高增长潜力部署算法集随机选择部署算法。

本发明的有益效果是：采用本发明的技术及成果，可以构建一种绿色的云计算解决方案，即在节约能耗的同时降低管理操作开销。绿色云计算的最终目标是高效处理和使用云基础设施的同时最小化能量消耗。该发明可以广泛应用于IDC数据中心、云计算中心、大数据应用中心等领域，应用前景广阔。

附图说明

图1为实施例的资源能耗模型的结构示意图；

图2为实施例的能耗管理机制的结构示意图；

图3为实施例的能耗管理算法结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细描述。

本发明针对现有技术中云计算基础设施很少能提供支持能量感知的部件和服务，无法满足服务质量需求的同时最小化能耗开销的问题，提供一种基于虚拟化的数据中心的能耗管理方法，包括如下步骤：

建立数据中心的资源能耗模型，构建特定类型资源的利用率与数据中心系统能耗的关联；

测量虚拟机运行时的资源利用率，通过典型虚拟机化平台提供的硬件性能计数器进行在线的能耗轮廓分析；

评估虚拟机能耗情况，输入资源利用率，通过所述资源能耗模型的计算，间接推断虚拟机的能耗；

构建能耗管理机制及能耗管理算法实现对数据中心的资源能耗管理。

实施例

以下对本发明的技术构思及技术方案作进一步详细描述。

虚拟化技术给云计算数据中心的能耗管理带来了很多解决新的思路。通常来讲，一个高效的能耗管理解决方案需要考虑如下3方面的因素：