專利名稱：一種基于功耗池的集群功耗分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機功耗控制領(lǐng)域，特別涉及一種基于功耗池的集群功耗分配方法。
背景技術(shù)：
隨著信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，大規(guī)模計算機集群越來越普及，節(jié)點數(shù)量大幅增長的同時不可避免的帶來電力消耗的快速增長。同時，集群擴容給老舊機房的供電系統(tǒng)帶來巨大壓力。
當(dāng)前國內(nèi)外對綠色節(jié)能計算機系統(tǒng)的研究主要集中于四個技術(shù)方向芯片級、系統(tǒng)級、基礎(chǔ)架構(gòu)級和機房級。前兩個方向集中在單機功耗控制，后兩個方向側(cè)重于配套的電力、動力系統(tǒng)以及建筑等非計算機方向的功耗控制。
計算機軟件層面的功耗控制方案簡單易用、控制靈活、成本較低，配合符合應(yīng)用需求的功耗控制算法能夠得到性價比很高的功耗控制方案。
一般的功耗控制方案多為控制服務(wù)器節(jié)點功耗從而達到控制集群功耗的目的。但控制服務(wù)器節(jié)點功耗不與其它節(jié)點關(guān)聯(lián)，容易造成有的節(jié)點功耗緊張、應(yīng)用受到影響，有的節(jié)點功耗富余、造成浪費。發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種基于功耗池的集群功耗分配方法。
—種基于功耗池的集群功耗分配方法，對集群設(shè)置一個功耗池，從功耗池中分配功耗給集群中所有節(jié)點；功耗池中的功耗總量包括靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗兩部分，靜態(tài)功耗在分配周期開始時分配到每個服務(wù)器節(jié)點，動態(tài)功耗在實時運行過程中不停的發(fā)生申請和歸還。
優(yōu)選的，所述功耗池總量根據(jù)經(jīng)驗值或機房設(shè)計供電能力確定。
優(yōu)選的，所述靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗的總量確定可使用經(jīng)驗值法、周期性法。
優(yōu)選的，所述靜態(tài)功耗分配到每個服務(wù)器可以平均分配或按優(yōu)先級分配。
優(yōu)選的，所述動態(tài)功耗申請策略可使用固定值申請策略、按需申請策略、節(jié)點間協(xié)助策略。
優(yōu)選的，所述動態(tài)功耗歸還策略可使用及時歸還策略、定時策略、熱平衡策略。
優(yōu)選的，所述經(jīng)驗值法是根據(jù)應(yīng)用特點和經(jīng)驗值劃分靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗比例。
優(yōu)選的，所述周期性法是根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和周期長度劃分靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗比例。
優(yōu)選的，所述固定值申請策略是每次申請固定的動態(tài)功耗增量。
優(yōu)選的，所述按需申請策略是計算本節(jié)點性能提升一定比例所需的功耗增量，向功耗池申請。
優(yōu)選的，所述節(jié)點間協(xié)助策略是節(jié)點申請動態(tài)功耗時，若功耗池中剩余量不足，該節(jié)點可以向優(yōu)先級低的節(jié)點借用動態(tài)功耗
優(yōu)選的，所述及時歸還策略是節(jié)點使用動態(tài)功耗后，若負載降到閾值以下且保持一段時間后，服務(wù)器立即歸還動態(tài)功耗。
優(yōu)選的，所述定時策略是節(jié)點獲得動態(tài)功耗后，超過一定時間后必須將動態(tài)功耗歸還功耗池。
優(yōu)選的，所述熱平衡策略是節(jié)點獲得動態(tài)功耗后，若實時監(jiān)測節(jié)點溫度超過一定閾值，必須立即歸還動態(tài)功耗。
本發(fā)明從集群層向服務(wù)器節(jié)點分配功耗，服務(wù)器節(jié)點可以根據(jù)獲得的功耗選擇節(jié)能策略，不但能輕松控制集群的功耗，而且對集群總體性能的影響較小。


圖1是本發(fā)明的工作策略示意圖具體實施方式
本發(fā)明的內(nèi)容包含一組控制流程、一系列功耗分配策略。
對集群設(shè)置一個功耗池，從功耗池中分配功耗給集群中所有節(jié)點。功耗池中的功耗總量包括靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗兩部分，靜態(tài)功耗在分配周期開始時分配到每個服務(wù)器節(jié)點，動態(tài)功耗在實時運行過程中不停的發(fā)生申請和歸還。
1)控制流程確定功耗池總量，周期性分配靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗，動態(tài)功耗由服務(wù)器節(jié)點自動申請、自動歸還。
2)分配策略匯總根據(jù)經(jīng)驗值或機房設(shè)計供電能力確定功耗池總量。
確定靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗的總量可使用經(jīng)驗值法、周期性法。
靜態(tài)功耗分配到每個服務(wù)器可以平均分配或按優(yōu)先級分配。
動態(tài)功耗申請策略可使用固定值申請策略、按需申請策略、節(jié)點間協(xié)助策略。
動態(tài)功耗歸還策略可使用及時歸還策略、定時策略、熱平衡策略。
3)經(jīng)驗值法根據(jù)應(yīng)用特點和經(jīng)驗值劃分靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗比例。如集群運行的應(yīng)用特點為負載一直很高，且波動不大，可設(shè)定較高的靜態(tài)功耗比例。
4)周期性法根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和周期長度劃分靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗比例。如每天為一個運行周期，參考一天前本時段的實際功耗設(shè)定靜態(tài)功耗比例，其余為動態(tài)功耗。
5)固定值申請策略每次申請固定的動態(tài)功耗增量。
6)按需申請策略計算本節(jié)點性能提升一定比例所需的功耗增量，向功耗池申請。
7)節(jié)點間協(xié)助策略節(jié)點申請動態(tài)功耗時，若功耗池中剩余量不足，該節(jié)點可以向優(yōu)先級低的節(jié)點借用動態(tài)功耗。此策略由功耗池管理端選擇使用。
8)及時歸還策略節(jié)點使用動態(tài)功耗后，若負載降到閾值以下且保持一段時間后，服務(wù)器立即歸還動態(tài)功耗。
9)定時策略節(jié)點獲得動態(tài)功耗后，超過一定時間后必須將動態(tài)功耗歸還功耗池。
10)熱平衡策略節(jié)點獲得動態(tài)功耗后，若實時監(jiān)測節(jié)點溫度超過一定閾值，必須立即歸還動態(tài)功耗。
權(quán)利要求
1.一種基于功耗池的集群功耗分配方法，其特征在于對集群設(shè)置一個功耗池，從功耗池中分配功耗給集群中所有節(jié)點；功耗池中的功耗總量包括靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗兩部分，靜態(tài)功耗在分配周期開始時分配到每個服務(wù)器節(jié)點，動態(tài)功耗在實時運行過程中不停的發(fā)生申請和歸還。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述功耗池總量根據(jù)經(jīng)驗值或機房設(shè)計供電能力確定。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗的總量確定可使用經(jīng)驗值法、周期性法。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述靜態(tài)功耗分配到每個服務(wù)器可以平均分配或按優(yōu)先級分配。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述動態(tài)功耗申請策略可使用固定值申請策略、按需申請策略、節(jié)點間協(xié)助策略。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述動態(tài)功耗歸還策略可使用及時歸還策略、定時策略、熱平衡策略。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述經(jīng)驗值法是根據(jù)應(yīng)用特點和經(jīng)驗值劃分靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗比例。
8.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述周期性法是根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和周期長度劃分靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗比例。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述固定值申請策略是每次申請固定的動態(tài)功耗增量。
10.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述按需申請策略是計算本節(jié)點性能提升一定比例所需的功耗增量，向功耗池申請。
11.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述節(jié)點間協(xié)助策略是節(jié)點申請動態(tài)功耗時，若功耗池中剩余量不足，該節(jié)點可以向優(yōu)先級低的節(jié)點借用動態(tài)功耗
12.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述及時歸還策略是節(jié)點使用動態(tài)功耗后，若負載降到閾值以下且保持一段時間后，服務(wù)器立即歸還動態(tài)功耗。
13.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述定時策略是節(jié)點獲得動態(tài)功耗后，超過一定時間后必須將動態(tài)功耗歸還功耗池。
14.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述熱平衡策略是節(jié)點獲得動態(tài)功耗后， 若實時監(jiān)測節(jié)點溫度超過一定閾值，必須立即歸還動態(tài)功耗。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于功耗池的集群功耗分配方法，對集群設(shè)置一個功耗池，從功耗池中分配功耗給集群中所有節(jié)點；功耗池中的功耗總量包括靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗兩部分，靜態(tài)功耗在分配周期開始時分配到每個服務(wù)器節(jié)點，動態(tài)功耗在實時運行過程中不停的發(fā)生申請和歸還。本發(fā)明從集群層向服務(wù)器節(jié)點分配功耗，服務(wù)器節(jié)點可以根據(jù)獲得的功耗選擇節(jié)能策略，不但能輕松控制集群的功耗，而且對集群總體性能的影響較小。
文檔編號H04L12/10GK102497275SQ201110396880
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者劉瑞賢, 孫國忠, 張晉鋒, 溫鑫, 趙歡, 邵宗有 申請人:曙光信息產(chǎn)業(yè)(北京)有限公司