信息系統能耗管控平臺的製作方法
2023-11-02 12:12:02 1
信息系統能耗管控平臺的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種信息系統能耗管控平臺，包含有數據採集單元（601）、數據採集接口裝置（602）、數據分析器（603）、核心引擎裝置（604）、能量管理對象核心資料庫裝置（605）、執行結構（606）；數據採集單元（601）通過無線或有線的方式與數據採集接口裝置（602）耦合連接，數據採集接口裝置（602）與數據分析器（603）連接，數據採集接口裝置（602）、數據分析器（603）、能量管理對象核心資料庫裝置（605）、執行結構（606）均連接到核心引擎裝置（604），能夠對信息系統進行精細化、自動化、智能化的能耗管控，實現對能耗的準確、全面、實時的表述，為實施靈活的能耗控制提供了實現基礎和可能。
【專利說明】信息系統能耗管控平臺
【技術領域】
[0001]本發明涉及IT運維領域，特別是一種信息系統能耗管控平臺。
【背景技術】
[0002]通過運維保障系統對信息系統進行監控和運維管理具有數據採集靈活、採集量大、智能化和自動化性好、分析質量和效率高、控制方便、管理組織有效等諸多優點，是現有技術中對組織的信息系統最成熟和全面的管理設施，當前，隨著信息技術與應用業務的深度融合，各行業的IT資產規模越來越龐大、信息系統越來越複雜，比如在傳統的電信、金融等行業的數據中心中，在快速發展的雲計算中心內等等，能耗管控矛盾被突顯出來，一方面，能耗管控對於一個組織而言具有重要意義，能耗管控不僅是保證信息系統的安全、穩定運行的重要基礎，而且對於降低商業成本、符合環境政策也具有重要意義；另一方面，現有技術中缺乏有效的能耗管理工具，尤其缺乏融合在運維保障系統中的能耗管理工具，面對數據中心中日益龐雜的來自不同廠家的各色設備、面對數據中心的龐大規模和複雜程度，沒有強大的管理工具支持，任何深入、高效、靈活的能耗管控方案都幾乎無法實施，嚴重製約了能耗管理的發展。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於提供一種運維保障中的能耗管控實現方法以及採用這種方法的信息系統能耗管控平臺，與運維保障系統深層融合，充分發揮現有IT運維保障系統的技術優勢和特點，從而能夠對信息系統，尤其是大規模信息系統，進行精細化、自動化、智能化的能耗管控，實現對能耗的準確、全面、實時的表述，為實施靈活的能耗控制提供了實現基礎和可能。
[0004]為了表述方便，對本發明中使用的概念做如下定義:對於一個「組織系統」而言，比如數據中心，處於最底層的是概念「物理設備」，比如交換機、路由器；由物理設備組成「裝備」;依據特定的目的和功能由物理設備和/或裝備組成「集合實體」;而「組織系統」就是由一系列物理設備組成，這些物理設備構成各裝備或集合實體。
[0005]一種運維保障中的能耗管控實現方法，包含有如下步驟:
a.對組織系統中的物理設備採集直接和/或間接能耗信息；
b.對組織系統中的物理設備實例化出能量管理對象，能量管理對象是進行能耗總計的基礎；
c.為了對能耗進行管控，而基於能量管理對象進行的能耗總計。
[0006]進一步的，所述運維保障中的能耗管控實現方法還包括如下步驟:
a.對組織系統中的物理設備進行探測發現；
b.對各物理設備設置適配器，該適配器將決定如何收集能耗信息。
[0007]進一步的，所述能量管理對象具有若干屬性、配置文件、策略；所述策略指定當能耗閥值被超出、觸發器被激活或釋放時將被執行的操作；所述配置文件包含有對一個物理設備的行為和操作的描述，所描述的行為和操作局限在指導或控制該物理設備的運行與工作。
[0008]進一步的，所述能耗總計的結果用於控制組織系統中的冷卻設備；具體為根據能耗總計的結果與預設的能耗閾值的關係對冷卻設備進行控制。
[0009]進一步的，所述能耗總計的結果用於控制組織系統中的物理設備的開啟或關閉，以降低組織系統的能耗。
[0010]進一步的，所述能耗總計的結果用於對能耗進行管理，該管理方法具體為對運算任務進行重新分配；
一種運維保障中的能耗管控實現方法，包含有如下步驟:
a.對組織系統中的異構裝備採集直接和/或間接能耗信息；
b.進行能耗總計；
c.對未來的能耗總計進行預測；
e.根據現有的和預測的能耗總計結果對組織系統的能耗進行管理。
[0011]進一步的，所述對未來的能耗總計進行預測根據的是歷史能耗總計情況。
[0012]進一步的，所述對未來的能耗總計進行預測根據的是歷史工作量情況和規劃的待
處理工作。
[0013]進一步的，該方法包括如下步驟:對組織系統中的物理設備實例化出能量管理對象，能量管理對象是進行能耗總計的基礎。
[0014]進一步的，所述能量管理對象具有若干屬性、配置文件、策略；所述策略指定當能耗閥值被超出、觸發器被激活或釋放時將被執行的操作；所述配置文件包含有對一個物理設備的行為和操作的描述，所描述的行為和操作局限在指導或控制該物理設備的運行與工作。
[0015]信息系統能耗管控平臺，包含有處理器、存儲器，該平臺系統還包含有數據採集單元、數據採集接口裝置、數據分析器、核心引擎裝置、能量管理對象核心資料庫裝置、執行結構；設備數據採集單元用於在物理設備中的部署，可以從物理設備中採集直接和/或間接能耗信息；數據採集結構裝置中設置有數據收集邏輯、數據傳輸和通訊協議，收集來自數據採集單元的信息；數據分析器中設置有數據分析邏輯，可以對來自數據採集接口裝置的信息進行定製邏輯的分析處理；能量管理對象核心資料庫裝置中包含有物理設備的實例化能量管理對象，並對其進行組織管理；執行結構對核心引擎的指令進行轉化，並執行指定的動作；核心引擎可以調用數據採集接口裝置、數據分析器、能量管理對象核心資料庫裝置、執行結構進行能耗管控，並可以與三方系統協作或被外部調用；數據採集單元通過無線或有線的方式與數據採集接口裝置耦合連接，數據採集接口裝置與數據分析器連接，數據採集接口裝置、數據分析器、能量管理對象核心資料庫裝置、執行結構均連接到核心引擎裝置。
[0016]進一步的，所述數據採集單元可以是與物理設備匹配的適配器。
[0017]進一步的，所述數據採集接口裝置中包含或連接有物理設備探查模塊。
[0018]進一步的，所述核心引擎裝置中包含有能耗分析預測模塊，該模塊可以根據歷史能耗數據記錄數據、歷史工作量記錄數據、規劃的工作數據對未來的能耗需求進行預測。
[0019]進一步的，所述執行結構為任務分配機構。
[0020]進一步的，所述執行結構為溫度調節設備。[0021]進一步的，前述能量管理對象核心資料庫裝置中包含有屬性資料庫、配置資料庫、策略資料庫。
[0022]進一步的，上述能量管理對象核心資料庫裝置中可以存放物理設備的實例化能量管理對象數據、裝備的實例化能量管理對象數據、集合實體的能量管理對象數據。
[0023]按照本領域普通技術人員的認識可知，本信息系統能耗管控平臺所採用的各單元、模塊、裝置、機構中涉及信息處理功能的，可以是藉助存儲有特定指令序列的裝置加以實現的，比如RAM、PLD等。
[0024]採用本發明的信息系統能耗管控平臺，依據本發明的能耗管控實現方法，其核心在於對組織系統中的物理設備實例化出能量管理對象、並基於該能量管理對象進行能耗總計，通過物理設備實例化出能量管理對象還可以方便的對裝備、集合實體創建實例化的能量管理對象，通過在能量管理對象中配置若干屬性、配置文件、策略，可以方便的實現對組織系統在不同層面、不同設備組合上的能耗管理，不僅可以實現對數據設備的開關管理、對冷卻設備的開關管理，更可以為通過任務分配的方式進行能耗管理提供了可能，甚至可以根據歷史數據和業務預期進行能源的分配與控制，從而能夠對信息系統，尤其是大規模信息系統進行精細化、自動化、智能化的能耗管控，實現對能耗準確、全面、實時的表述，為實施靈活的能耗控制提供了實現基礎和可能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]本發明將通過例子並參照附圖的方式說明，其中:
圖1是本發明一個實例的結構示意圖；
圖2是本發明能耗管控實現方法的流程框圖；
圖3是本發明的邏輯結構框圖；
圖4是本發明實施例一個策略的執行示例圖；
圖5是本發明實施例另一個策略的執行示例圖；
圖6是本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]為了對能耗進行管理，首先應對各種消耗能量的物理設備進行準確的能耗表述，所述消耗能量的設備即包括諸如計算機、伺服器等計算設備，路由器、交換機等通訊設備及其他類似的信息處理設備，也包括其它如空調、水冷機等在組織系統中應用的會消耗電力的其它能量消耗設備，比如為了保持合適的工作溫度，冷卻系統消耗額外的能量以驅動風扇、冷水機組以冷卻空氣，這些物理設備來自於不同的廠家，部分廠家可能會為收集他們的產品的能耗情況而提供能表述能耗情況的直接能耗信息，而其它設備則需要通過諸如運行管理信息等間接能耗信息以評估能耗情況。而且還有一些組織可能在一個國家的不同區域有多個數據中心，甚至是在不同的國家分布有多個數據中心，每個中心都將耗費能量和承擔運算任務。
[0027]為了對能耗進行管控，需要對相關設備的能耗進行合計，這是進行能耗情況分析並進行靈活的能耗管控的基礎，能耗合計可以對單個設備進行，也可以對某個裝備或者集合實體進行；除開能耗合計以外，對能耗的預測也可能成為能耗管控的依據，比如可以對歷史數據、工作量歷史、計劃任務等進行比較而預測能耗情況。對能耗的管控即可以是出於保障系統安全穩定運行而對冷卻設備進行控制，也可能是將工作量在數據中心間重新分配以減少能耗已經達到預設上限的中心的能耗，甚至是出於商業目的，為利用使用更便宜的能量，比如風能和太陽能而根據能耗情況在不同數據中心之間分配工作量等等。
[0028]如圖1所示，該圖是依據本發明方法的一個能耗管控系統的結構示意圖，來自不同廠商的一系列信息處理設備110，比如計算機、伺服器、路由器等，它們也屬於會消耗電力的能量消耗設備150，以及會消耗電力的其它能量消耗設備150，比如冷卻水機組等，構成了該系統中的物理設備，需要對其進行能耗信息的採集，數據採集接口裝置602與物理設備通過無線或有線連接實現耦合，數據採集接口裝置602內含的數據採集接口 120對物理設備的能耗信息進行採集，該數據採集接口 120中可以包含有方便數據採集的邏輯，物理設備110將不同種類的信息提交給數據採集接口 120，這些信息中包含有直接和/或間接能耗信息，其中間接能耗信息可以是管理信息資料庫中的信息，比如磁碟驅動器信息、溫度信息、CPU利用率、風扇速率等，這些信息應足以計算或推導出物理設備的能耗情況，數據採集接口 120還可以包含通信協議，比如SNMP或FTP等公知的協議以進行能耗信息的採集和交換，物理設備110還可能提供有開放的SDK API。數據接口與多個分析器模塊130耦合，這些分析器模塊130可以是供應商制定的，比如A分析器模塊對應供應商甲的設備，而B分析器模塊對應供應商乙的設備；分析器模塊也可以是對應一組設備的，提供同種類型的能耗數據；分析器模塊還可以是機器指定的分析器，可以對不同廠家的同種設備進行信息採集。分析器模塊130與核心引擎裝置604中的引擎140耦合，核心引擎裝置604中的引擎140接收來自於分析器模塊130的能耗信息，並對該系統進行能耗合計，得到合計結果，該合計過程可以是通過權重函數進行，比如等於A*供應商甲的設備能耗+B*供應商乙的設備能耗+C*供應商丙的設備能耗，其中ABC為設備數量百分比確定的權重，合計過程也可以是將各個物理設備的能耗直接進行累加。作為執行機構606的冷卻設備同時與數據採集接口 120和引擎140耦合，數據採集接口 120可以根據能耗合計結果對冷卻設備進行控制，從而冷卻設備可以根據系統中的警告或者經由引擎140在能耗觸發情況出現的時候，得以開啟、關閉或調整。引擎140還可以基於能耗信息產生表格、圖表等展示能耗情況，還可以通知能量供應設備系統的能量需求等級，比如分為常態、高峰、最小等等，這就為能量供應的分配和調整提供了可能。更進一步的，引擎140還可以提供預先的能量需求預測，通過對能耗總計的歷史數據、工作量歷史、以及規劃的任務總量等進行預測分析，以釋放出一些能量供應給其它系統，當在更大規模部署的時候，比如一個引擎140耦合多個分散的數據中心的時候，該系統可以用來防止電網的停電或斷電，更進一步的，該系統可以為用戶提供一個隔絕供應商的統一簡單的解決方案以獲得統一的能耗需求信息。
[0029]如圖2所示，該圖是依據本發明的一個能耗管控系統的運行流程框圖，包括對系統中的物理設備進行探查發現，確認被監控的物理設備，從這些設備上獲取能耗信息，並利用這些信息執行選定的控制操作，該過程首先在步驟210中通過運行一個探查例程以發現和確認被監控物理設備，設備的發現可以採用各種方法，比如通過發送探測信號或者其它能揭示設備的通訊交互，或者接收用戶或者其它系統的設備登錄，在步驟215中對設備進行分類分組，並檢查是否可以支持，在步驟220中對管控策略進行一次建立，在步驟230中判斷設備是否支持遠程數據採集或是基於代理方法進行數據採集，如果是需要基於代理的，則在設備中部署代理，在步驟240中通過代理或遠程採集獲得相關信息並發送給管理引擎，在步驟245中管理引擎運用策略對接收的信息進行分析判斷，並發送通知給執行機構，在步驟250中，執行機構將管理引擎發送的指令轉化為現實的管理操作，執行管控。
[0030]如圖3所示，該圖給出了本發明系統的邏輯結構示意框圖，該圖旨在簡單清楚的說明本發明的運行結構而已，只提供了一個能量消耗設備150，以代表各種能量消耗設備150，引擎140探查確認到能量消耗設備150，並在適配器目錄315中查找匹配與之相適應的適配器，適配器目錄315中存放了與各種設備相匹配的適配器信息，核心引擎140利用在適配器目錄中查找到的適配器對設備進行信息採集，適配器可以直接與設備連接也可以通過網絡調用的方式獲取所需的數據，對每個能量消耗設備150都實例化一個能量管理對象320，該能量管理對象320包含有若干屬性325、若干配置文件330、若干策略335，該能量管理對象可以採用中央管理資料庫CMDB 341進行存儲，以實現能量管理對象核心資料庫裝置605，屬性中包含設備的相關屬性，比如指明該物理設備是自身具有測量能力的設備，或者是需要外界決定測量方法的設備，能量管理對象320所提供的功能還可以包括促進能量管理的集合以及獨立於設備供應商的獨立技術，引擎140與基礎框架340進行耦合，基礎框架340允許能量管理對象320被其它應用所調用，通過引擎140相其它系統和應用提供接口，比如監控管理345、安全管理350、深化應用355等等，能量管理對象320中的屬性可以拓展到諸如製造商、熱量輸出、供電要求、冷卻方法等與能耗管理相關或不相關的屬性，甚至是能耗管控之外的規則，從而可以適應運維管理的其它要求，能量管理對象320也可以包括用於對設備進行分組的屬性，比如按照是否需要循環開關、是否構成熱點或冷點、數據中心的歸屬、對UPS的歸集、熱量產生大小、製造商、測量方法等對設備進行分組。而能量管理對象320的屬性中可以包含若干規則，例如，當溫度達到閾值比如一百度的時候，將引發一個警告，並通知幫助臺，諸如此類的規則還可以大量設置，比如設備類型、數據接收協議、製造商、數據採集頻率或計劃、能量形式:交流直流、電池、功率，關鍵度、支持的能耗數據測量方式、自冷卻、設備支持的應用、設備支持的設備、數據中心編號、區域、建築等等，而且屬性可以被繼承。
[0031]配置文件330包含有對一個物理設備的行為和操作的描述，所描述的行為和操作局限在指導或控制該物理設備的運行與工作，也可以說，配置文件描述可一個設備應該幹什麼、什麼時候幹，比如包括了例行動作、運行時間、時間的日周月設定、最大和最小能耗要求、能量供應限制、發熱過大或過小的界定，而且配置可以被繼承。
[0032]策略335既可以專屬於某個能量管理對象320，也可以獨立存在，以適用於多個能量管理對象，策略的例子如:對關鍵設備從不關機、設備的開關機計劃、供電方式是否採用UPS等等，策略之間可以相互互動。
[0033]如圖4所示，該圖就顯示了一個策略的執行過程，在該示例中:
步驟1，引擎140讀取策略，該策略是:當網段「192.168.*.*」中的設備的總發熱量大於二百單位的時候，進行警報；
步驟2，數據分析器603對該網段中的設備的能量管理對象中的屬性和配置文件進行讀取，本例中的兩個設備:一個只在周五上午八點到十點運行，另一個旨在周一下午的兩點到四點運行，都來自於同一製造商，位於西南地區的成都區域的同一個數據中心；
步驟3，數據分析器603對策略進行執行計算； 步驟4，當發熱大於二百單位的時候，數據分析器603向引擎140發送通知；
步驟5，引擎140指揮充當執行機構606的警報設備開啟警報。
[0034]如圖5所示，該圖顯示了另一個策略的執行過程，在該示例中:
步驟1，引擎140讀取策略，該策略是:當西南區域的所有數據中心的設備的總能耗超過閾值N的時候，將數據中心的工作分配到其它區域去。
[0035]步驟2，數據分析器603對西南區域的兩個數據中心的能量管理對象中的屬性和配置文件進行讀取，一個數據中心是業務中心、全天運行，而另一個數據中心是備份中心，僅在周三運行，業務中心包含有1500臺設備、位於西南區域的成都、地址是ABC，備份中心包含190臺設備、位於西南區域的重慶、地址是CBA ；
步驟3，數據分析器603對策略進行執行計算；
步驟4，當總能耗超過閾值N的時候，數據分析器603向引擎140發送通知；
步驟5，引擎140指揮充當執行機構606的任務分配機構將部分工作量從西南區域的業務中心移送到其它區域的數據中心去。
[0036]通過上述是實力例可見採用本發明的能耗管控實現方法，其核心在於對組織系統中的物理設備實例化出能量管理對象、並基於該能量管理對象進行能耗總計，能夠對信息系統進行精細化、自動化、智能化的能耗管控，實現對能耗準確、全面、實時的表述，為實施靈活的能耗控制提供了實現基礎和可能。
[0037]如圖6所示，該圖是依據一種運維保障中的能耗管控實現方法所實現的信息系統能耗管控平臺，包含有處理器、存儲器，該平臺系統還包含有數據採集單元601、數據採集接口裝置602、數據分析器603、核心引擎裝置604、能量管理對象核心資料庫裝置605、執行結構606 ;設備數據採集單元601用於在物理設備中的部署，可以從物理設備中採集直接和/或間接能耗信息；數據採集結構裝置602中設置有數據收集邏輯、數據傳輸和通訊協議，收集來自數據採集單元的信息；數據分析器603中設置有數據分析邏輯，可以對來自數據採集接口裝置602的信息進行定製邏輯的分析處理；能量管理對象核心資料庫裝置605中包含有物理設備的實例化能量管理對象，並對其進行組織管理；執行結構606對核心引擎裝置604的指令進行轉化，並執行指定的動作，例如指示溫度調節設備進行相應的操作，例如指示任務分配機構在不同運算設備間分配計算任務；核心引擎裝置604可以調用數據採集接口裝置602、數據分析器603、能量管理對象核心資料庫裝置605、執行結構606進行能耗管控，並可以與三方系統協作或被外部調用；數據採集單元601通過無線或有線的方式與數據採集接口裝置602耦合連接，數據採集接口裝置602與數據分析器603連接，數據採集接口裝置602、數據分析器603、能量管理對象核心資料庫裝置605、執行結構606均連接到核心引擎裝置604。數據採集單元601可以是與物理設備匹配的適配器。數據採集接口裝置602中包含有物理設備探查模塊621。核心引擎裝置604中包含有能耗分析預測模塊641，該模塊可以根據歷史能耗數據記錄數據、歷史工作量記錄數據、規劃的工作數據對未來的能耗需求進行預測。能量管理對象核心資料庫裝置605中包含有屬性資料庫651、配置資料庫652、策略資料庫653。能量管理對象核心資料庫裝置605中可以存放物理設備的實例化能量管理對象數據、裝備的實例化能量管理對象數據、集合實體的能量管理對象數據。
【權利要求】
1.信息系統能耗管控平臺，包含有處理器、存儲器，其特徵在於:該平臺系統還包含有數據採集單元(601)、數據採集接口裝置(602)、數據分析器(603)、核心引擎裝置(604)、能量管理對象核心資料庫裝置(605)、執行結構(606);設備數據採集單元(601)用於在物理設備中的部署，可以從物理設備中採集直接和/或間接能耗信息；數據採集接口裝置(602)中設置有數據收集邏輯、數據傳輸和通訊協議，收集來自數據採集單元的信息；數據分析器(603)中設置有數據分析邏輯，可以對來自數據採集接口裝置(602)的信息進行定製邏輯的分析處理；能量管理對象核心資料庫裝置(605)中包含有物理設備的實例化能量管理對象，並對其進行組織管理；執行結構(606)對核心引擎裝置(604)的指令進行轉化，並執行指定的動作；核心引擎裝置(604)可以調用數據採集接口裝置(602)、數據分析器(603)、能量管理對象核心資料庫裝置(605)、執行結構(606)進行能耗管控，並可以與三方系統協作或被外部調用；數據採集單元(601)通過無線或有線的方式與數據採集接口裝置(602)耦合連接，數據採集接口裝置(602 )與數據分析器(603 )連接，數據採集接口裝置(602 )、數據分析器(603)、能量管理對象核心資料庫裝置(605)、執行結構(606)均連接到核心引擎裝置(604)。
2.根據權利要求1所述信息系統能耗管控平臺，其特徵在於:所述數據採集單元(601)可以是與物理設備匹配的適配器。
3.根據權利要求1所述信息系統能耗管控平臺，其特徵在於:所述數據採集接口裝置(602)中包含或連接物理設備探查模塊(621)。
4.根據權利要求1所述信息系統能耗管控平臺，其特徵在於:所述核心引擎裝置(604)中包含有能耗分析預測模塊(641)，該模塊可以根據歷史能耗數據記錄數據、歷史工作量記錄數據、規劃的工作數據對未來的能耗需求進行預測。
5.根據權利要求1所述信息系統能耗管控平臺，其特徵在於:所述執行結構(606)為任務分配機構。
6.根據權利要求1至5所述的其中任一信息系統能耗管控平臺，其特徵在於:所述能量管理對象核心資料庫裝置(605)中包含有屬性資料庫(651)、配置資料庫(652)、策略資料庫(653)。
7.根據權利要求6所述信息系統能耗管控平臺，其特徵在於:能量管理對象核心資料庫裝置(605)中可以存放物理設備的實例化能量管理對象數據、裝備的實例化能量管理對象數據、集合實體的能量管理對象數據。
【文檔編號】G06Q10/06GK103455863SQ201210175822
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年5月31日 優先權日:2012年5月31日
【發明者】不公告發明人 申請人:成都勤智數碼科技股份有限公司