1.一種大規(guī)模服務器集群的在線能耗管理方法,其特征在于,包括具體以下步驟:
S1:測定在保證CPU利用率等于給定目標值的前提下服務器集群中各型號服務器的各個頻率對應的負載和功耗;
S2:根據(jù)負載歷史信息預測下一個管理周期的負載;
S3:針對所述服務器集群中的每種服務器型號定義變量,將能耗最小作為目標,將所有服務器的負載和等于所預測的負載作為約束條件,將能耗管理問題描述成規(guī)劃問題;
S4:對所述規(guī)劃問題進行求解;
S5:根據(jù)所述求解的結果確定所述服務器集群中各服務器的開關狀態(tài)和工作頻率;
S6:根據(jù)所確定的所述服務器集群中各服務器的工作頻率確定各服務器的負載;
S7:根據(jù)所確定的所述服務器集群中各服務器的開關狀態(tài),工作頻率和負載,對各服務器實施管理。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法,其特征在于,所述負載為平均請求速率,所述工作頻率為CPU頻率。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述步驟S3進一步包括:針對服務器集群中的每種服務器型號定義兩個規(guī)劃變量,一個是開啟服務器的數(shù)量n,一個是服務器的工作頻率f。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法,其特征在于,所述步驟S5進一步包括:根據(jù)求解得到的每種服務器型號的開啟服務器數(shù)量n和服務器工作頻率f,確定該種型號各個服務器的開關狀態(tài)和工作頻率:
當n=0,關閉所有服務器;
當n>0,且f等于該種型號服務器的某個離散頻率值,僅開啟n臺服務器,且讓它們工作在頻率f上;
當n>0,且f介于該種型號服務器的兩個離散頻率fi和fi+1(fi<fi+1)之間,僅開啟n臺服務器,其中(表示不超過x的最大整數(shù))臺工作在頻率fi+1上,臺工作在頻率fi上,1臺在頻率fi和fi+1之間切換,且工作在頻率fi+1上的時間與總時間的比值等于工作在頻率fi上的時間與總時間的比值等于
5.根據(jù)權利要求4所述的方法,其特征在于,所述步驟S6進一步包括:根據(jù)所確定的服務器的工作頻率,以及所測定的當該服務器工作于離散頻率fi時使該服務器CPU利用率等于給定目標值的負載值λi,確定該服務器承擔的負載:
當服務器工作在某個離散頻率fi上,該服務器承擔的負載為λi;
當服務器在頻率fi和fi+1之間切換,且工作在頻率fi+1上的時間與總時間的比值等于η,工作在頻率fi上的時間與總時間的比值等于1-η,該服務器承擔的負載為(1-η)*λi+η*λi+1。
6.一種大規(guī)模服務器集群的在線能耗管理裝置,其特征在于,包括:
參數(shù)測定模塊,用于測定在保證CPU利用率等于給定目標值的前提下服務器集群中各型號服務器的各個頻率對應的負載和功耗;
負載預測模塊,用于根據(jù)負載歷史信息預測下一個管理周期的負載;
規(guī)劃問題描述模塊,用于針對所述服務器集群中的每種服務器型號定義變量,將能耗最小作為目標,將所有服務器的負載和等于所預測的負載作為約束條件,將能耗管理問題描述成規(guī)劃問題;
規(guī)劃問題求解模塊,用于對所述規(guī)劃問題進行求解;
狀態(tài)和頻率確定模塊,用于根據(jù)所述求解結果確定所述服務器集群中各服務器的開關狀態(tài)和工作頻率;
負載確定模塊,用于根據(jù)所確定的所述服務器集群中各服務器的工作頻率確定各服務器的負載;
管理實施模塊,用于根據(jù)所確定的所述服務器集群中各服務器的開關狀態(tài),工作頻率和負載,對各服務器實施管理。
7.根據(jù)權利要求6所述的裝置,其特征在于,所述負載為平均請求速率,所述工作頻率為CPU頻率。
8.根據(jù)權利要求6或7所述的裝置,其特征在于,所述規(guī)劃問題描述模塊進一步包括:針對服務器集群中的每種服務器型號定義兩個規(guī)劃變量,一個是開啟服務器的數(shù)量n,一個是服務器的工作頻率f。
9.根據(jù)權利要求8所述的裝置,其特征在于,所述狀態(tài)和頻率確定模塊進一步包括:根據(jù)求解得到的每種服務器型號的開啟服務器數(shù)量n和服務器工作頻率f,確定該種型號各個服務器的開關狀態(tài)和工作頻率:
當n=0,關閉所有服務器;
當n>0,且f等于該種型號服務器的某個離散頻率值,僅開啟n臺服務器,且讓它們工作在頻率f上;
當n>0,且f介于該種型號服務器的兩個離散頻率fi和fi+1(fi<fi+1)之間,僅開啟n臺服務器,其中(表示不超過x的最大整數(shù))臺工作在頻率fi+1上,臺工作在頻率fi上,1臺在頻率fi和fi+1之間切換,且工作在頻率fi+1上的時間與總時間的比值等于工作在頻率fi上的時間與總時間的比值等于
10.根據(jù)權利要求9所述的裝置,其特征在于,所述負載確定模塊進一步包括:根據(jù)所確定的服務器的工作頻率,以及所測定的當該服務器工作于離散頻率fi時使該服務器CPU利用率等于給定目標值的負載值λi,確定該服務器承擔的負載:
當服務器工作在某個離散頻率fi上,該服務器承擔的負載為λi;
當服務器在頻率fi和fi+1之間切換,且工作在頻率fi+1上的時間與總時間的比值等于η,工作在頻率fi上的時間與總時間的比值等于1-η,該服務器承擔的負載為(1-η)*λi+η*λi+1。