[发明专利]一种基于虚拟IT资源分配技术的数据中心节能系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据中心虚拟IT资源分配技术，尤其涉及一种基于虚拟IT资源分配技术的数据中心节能系统及方法。

背景技术

社会的发展提高了人类的生活水平，大大加强了社会生产力，同时对能源的需求和使用也大幅提高。全世界范围内的能源正变得越来越紧缺，因此，各行各业开始寻求节约能源，减少能耗的各种方法，以保证能源的可持续发展。

在数据中心中，随着业务需求的不断扩充，其计算规模和应用也在日益增加，IT系统规模逐渐庞大，带来了高能耗、数据中心空间紧张、IT系统总体成本高的问题，并引起了广泛关注。作为全球最大的搜索引擎，Google的数据中心每年消耗的电能为1亿千瓦。据统计，在一个数据中心的运维成本中，能耗占了40%。此外，系统内部因为复杂应用和数据冗余的需求，一部分服务器、存储设备等系统并没有被充分利用起来，也造成了资源的极度浪费。研究显示，数据中心的物理节点在空闲（CPU利用率为0）消耗的电源为满负载时（CPU利用率为100%）消耗的70%左右。虽然目前数据中心在节能优化、实现绿色计算方面的研究和应用取得了一些成果，但仍有所不足。如专利（申请号：CN102096461A），涉及计算机系统结构领域，通过监测模块对物理机和虚拟机的资源利用率及当前各物理服务器资源使用情况进行实时监控，形成待迁移服务器列表，从而进行虚拟机迁移和负载感知整合，实现数据中心节能。专利（申请号：CN102404412A）涉及了互联网技术领域，从物理机上的虚拟机数目从少到多依次进行迁移判断，从而尽快迁空物理机，在不降低计算中心工作性能的基础上，实现了降低能耗。但是这些系统仅仅通过算法进行监测，方法过于单一。对于目前规模庞大的数据中心来讲，这些算法必定占用过多的计算资源，影响工作效率，且对机房环境中的辅助设备没有进行相关操作，能源浪费仍然显而易见。另外，专利（申请号：201210331232.6）主要公布了通过有线和无线采集装置，获取数据中心能耗情况，从而控制数据中心整体环境的一种方法，该发明侧重于数据采集装置的创新，通过对采集的数据进行分析，确定对数据中心环境整体控制的方法，根据局部热点实现局部排风或者降温，从而实现节能的目的，没有考虑虚拟机迁移的进一步降低数据中心能耗的方法。专利（申请号：CN102929687A）通过一种虚拟机的放置方法来实现数据中心的节能。优先选用单个物理服务器来创建虚拟机，再选用同一分区内的物理服务器来创建虚拟机，在前两者都不存在的情况下，最终选用集中程度最高的物理服务器序列来创建虚拟机，最终实现了云计算中心虚拟机的节能放置。但这些方法都仅为单向操作，没有实现闭环反馈机制，即没有采取任何衡量办法进行判定此次节能操作是否有效。

数据中心能源的使用效率常常通过电源使用效率（Power Usage Effectiveness，PUE）值来衡量。PUE值是指数据中心消耗的所有能源与IT负载消耗的能源之比。PUE值越接近1，表示一个数据中心的绿色化程度越高。目前世界上正在运营的数据中心中，最佳的PUE在美国，达到1.046。中国的PUE均值超过1.5。因此，在满足用户服务需求的基础上，保证数据中心的IT资源合理分配，同时降低整体的能耗成本，实现机房的绿色、低碳运维目标，是个迫在眉睫的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出了一种基于虚拟IT资源分配技术的数据中心节能系统及方法。该方法通过对数据中心的虚拟化环境，如局部温度、湿度、气流、气压，服务器CPU负载率、内存占用、磁盘存数等信息进行实时监控，获得“智能信息感知末梢”的相关环境数据，根据建模分析结果，结合电源管理系统，对数据中心有限的IT资源进行动态迁移和调度，再将当前的虚拟环境监控数据反馈给后台，判断此次IT资源分配是否合理，最终通过这种闭环反馈机制，使数据中心的资源利用达到了高效、节能的运维目标。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于虚拟IT资源分配技术的数据中心节能系统，它包括：

数据中心，数据中心设有若干服务器及辅助设备，根据各用户不同的任务分配唯一对应的虚拟机，各虚拟机任务由相应的服务器完成；

主机，它进行虚拟环境监测和虚拟IT资源分配：主机根据各服务器负荷情况，将虚拟机进行迁移以实现IT资源分配，在每次IT资源分配后，均需再次进行虚拟环境资源监控数据的分析，形成一个反馈闭环的监测系统，以确保此次资源调度合理，实现节能运行。