一種雲os中基於cpu負載的節能方法
2023-05-31 00:29:26
專利名稱：一種雲os中基於cpu負載的節能方法
技術領域：
本發明涉及雲OS中自動調度領域，具體地說是ー種雲OS中基於CPU負載的節能方法。
背景技術：
當前，雲計算逐漸被行業認可，雲作業系統(雲OS)逐漸實現並付諸於實踐。在雲OS中，對於系統能耗的控制是主要的組成部分，合理的能耗控制，能夠降低系統耗能，増加系統效率和利用率。大多數同類系統沒有進行有效的能耗控制，或者採用人工的方式，進行能耗控制。為了能進行智能、自動的能耗控制，我們提出了雲OS中一種基於CPU負載的節能策略。
發明內容
本發明的目的是提供ー種雲OS中基於CPU負載的節能方法。本發明的目的是按以下方式實現的，通過確定CPU負載與能耗的對應關係，將物理節點的能耗評定與CPU負載對應，實現根據CPU負載準確地進行雲數據中心的節能調度，系統包括基於分段策略的CPU負載與能耗的對應關係模塊；基於CPU負載的節能策略模塊，其中，
基於分段策略的CPU負載與能耗對應關係模塊，負責CPU負載與物理節點能耗的對應，從而為節能提供依據；
基於CPU負載的節能策略模塊，是執行模塊，通過對於持續一段時間滿足CPU負載條件的物理節點進行開關機操作，從而實現雲OS中雲數據中心的自動節能操作；
具體節能操作步驟如下
(I)分段確定雲數據中心平均CPU負載與能耗的關係，根據設定的需要節能的最大能耗CMax和最小能耗CMin，以最大能耗和最小能耗為界，分別採集三組三個區間內的cpu平均負載，根據公式，y=ax2+bx+c分別確定三個區間內能耗與CPU負載關係的參數a、b、c ；
(2)根據步驟(I)中確定出的參數，計算需要節能操作的雲數據中心最大平均CPU負 載cpuMax和最小平均CPU負載cpuMin,根據CPU負載,進行自動節能,包括內容如下，
如果雲數據中心的平均CPU負載高於cpuMax並持續一定時間(30min)，則需要自動開啟新的物理節點，將原有的CPU負載較高的物理節點上的虛擬機遷移到新開的物理節點上，直至雲數據中心平均負載將到cpuMin與cpuMax之間；如果雲數據中心的平均CPU負載低於cpuMin並持續一定時間，則需要將CPU負載較低的物理節點的虛擬機遷移到其他物理節點，並關閉此物理節點，直至雲數據中心的平均CPU負載上升到cpuMin與cpuMax之間。本發明的有益效果是，CPU負載與能耗對應關係的參數只需輸入一次，而節能的能耗臨界值可以根據實際需要任意更改。不同的CMax和CMin，可以達到不同的節能效果。
圖I為基於CPU負載的關機節能策略不意 圖2為基於CPU負載的擴容節能策略示意圖。
具體實施例方式參照說明書附圖對本發明的方法作以下詳細地說明。
本發明的體系結構主要包括
基於分段策略的CPU負載與能耗對應關係；基於CPU負載的節能策略，其中
基於分段策略的CPU負載與能耗對應關係是核心模塊，負責該方法的CPU負載與物理節點能耗的對應，從而為節能提供依據；
基於CPU負載的節能策略是該方法的執行模塊，通過對於持續一段時間滿足CPU負載條件的物理節點進行開關機操作，從而實現雲OS中雲數據中心的自動節能操作。雲OS中一種基於CPU負載的節能策略描述如下
(1)分段確定雲數據中心平均CPU負載與能耗的關係，具體如下，
根據設定的需要節能的最大能耗CMax和最小能耗CMin，以最大能耗和最小能耗為界，分別採集三組三個區間內的cpu平均負載,根據公式,y=ax2+bx+c分別確定三個區間內能耗與CPU負載關係的參數a、b、c ;
(2)根據(I)中確定出的參數，計算需要節能操作的雲數據中心最大平均CPU負載cpuMax和最小平均CPU負載cpuMin,根據CPU負載,進行自動節能,具體如下，
如果雲數據中心的平均CPU負載高於cpuMax並持續一定時間(30min)，則需要自動開啟新的物理節點，將原有的CPU負載較高的物理節點上的虛擬機遷移到新開的物理節點上。直至雲數據中心平均負載將到cpuMin與cpuMax之間；如果雲數據中心的平均CPU負載低於cpuMin並持續一定時間(30min)，則需要將CPU負載較低的物理節點的虛擬機到其他物理節點，並關閉此物理節點，直至雲數據中心的平均CPU負載上升到cpuMin與cpuMax之間。
實施例假設系統中有3臺物理節點A、B、C，分別有3、2、1臺虛擬機運行。(I)系統啟動後，管理員手動輸入必要參數(功耗與cpu平均負載數據)，系統自動分段計算cpu負載與能耗的關係並保存；
(2)系統管理員設定需要節能的能耗值CMax和CMin；
(3)系統會根據cpu負載與功耗的關係,計算出cpuMax和cpuMin；
(4)如果cpu平均負載高於cpuMax,則系統會自動開啟物理節點D,並且將A的一臺虛擬機調度到D上,然後判斷cpu平均負載是否降到cpuMin和cpuMax之間。若cpu平均負載仍高於cpuMax,則繼續開啟物理節點E,並將A或B的一臺虛擬機調度到E上,直到cpu平均負載滿足要求；
(5)如果cpu平均負載低於cpuMin，則系統會將C的虛擬機調度到B上，然後關閉C，並且判斷cpu平均負載是否升至cpuMin和cpuMax之間。若仍低於cpuMin,則將B上的虛擬機調度到A上，並關閉B，直至cpu平均負載滿足要求。
本方法中，CPU負載與能耗對應關係的參數只需輸入一次，而節能的能耗臨界值可以根據實際需要任意更改。不同的CMax和CMin，可以達到不同的節能效果。
除說明書所述的技術特徵外，均為本專業技術人員的已知技術。
權利要求
1.一種雲OS中基於CPU負載的節能方法，其特徵在於通過確定CPU負載與能耗的對應關係，將物理節點的能耗評定與CPU負載對應，實現根據CPU負載準確地進行雲數據中心的節能調度，系統包括基於分段策略的CPU負載與能耗的對應關係模塊；基於CPU負載的節能策略模塊，其中， 基於分段策略的CPU負載與能耗對應關係模塊，負責CPU負載與物理節點能耗的對應，從而為節能提供依據； 基於CPU負載的節能策略模塊，是執行模塊，通過對於持續一段時間滿足CPU負載條件的物理節點進行開關機操作，從而實現雲OS中雲數據中心的自動節能操作； 具體節能操作步驟如下 (I)分段確定雲數據中心平均CPU負載與能耗的關係，根據設定的需要節能的最大能耗CMax和最小能耗CMin，以最大能耗和最小能耗為界，分別採集三組三個區間內的cpu平均負載，根據公式，y=ax2+bx+c分別確定三個區間內能耗與CPU負載關係的參數a、b、c ； (2)根據步驟(I)中確定出的參數，計算需要節能操作的雲數據中心最大平均CPU負載cpuMax和最小平均CPU負載cpuMin,根據CPU負載,進行自動節能,包括內容如下， 如果雲數據中心的平均CPU負載高於cpuMax並持續一定時間(30min)，則需要自動開啟新的物理節點，將原有的CPU負載較高的物理節點上的虛擬機遷移到新開的物理節點上，直至雲數據中心平均負載將到cpuMin與cpuMax之間；如果雲數據中心的平均CPU負載低於cpuMin並持續一定時間，則需要將CPU負載較低的物理節點的虛擬機遷移到其他物理節點，並關閉此物理節點，直至雲數據中心的平均CPU負載上升到cpuMin與cpuMax之間。
全文摘要
本發明提供一種雲OS中基於CPU負載的節能方法，該方法通過確定CPU負載與能耗的對應關係，將物理節點的能耗評定與CPU負載對應，實現根據CPU負載準確地進行雲數據中心的節能調度，系統包括基於分段策略的CPU負載與能耗的對應關係模塊；基於CPU負載的節能策略模塊，其中基於分段策略的CPU負載與能耗對應關係模塊，負責CPU負載與物理節點能耗的對應，從而為節能提供依據；基於CPU負載的節能策略模塊，是執行模塊，通過對於持續一段時間滿足CPU負載條件的物理節點進行開關機操作，從而實現雲OS中雲數據中心的自動節能操作。
文檔編號G06F9/50GK102662759SQ20121007284
公開日2012年9月12日 申請日期2012年3月20日 優先權日2012年3月20日
發明者劉俊鵬, 胡玉鵬, 趙仁明, 郭鋒 申請人:浪潮電子信息產業股份有限公司