[发明专利]一种SmartRack集群服务器功耗管理优化的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及服务器功耗的技术领域，特别涉及一种Smart Rack集群服务器功耗管理优化的方法及系统。

背景技术

Smart Rack集群服务器获得广泛应用的主要原因在于其较高的性价比，通过数量上的优势来弥补节点处理性能的不足。节点数量大幅增长的同时不可避免的带来电力消耗的快速增长，Smart Rack集群节点数量在快速增长，但其使用效率却在低水平徘徊不前，从而造成大量电力资源的浪费。据统计2015年数据中心的电耗达1000亿度，年耗电量超过全社会用电量的1.5％。在美国，2013年数据中心领域总用电量就达到恐怖的910亿度。同时据调研，至2020年数据中心年度用电总量将达到1380亿度。互联网时代腾讯，阿里巴巴，Google，Facebook，Microsoft逐鹿中原，以大数据、大用户等信息为核心资源的这些互联网巨鳄，数据中心是他们赖以生存的根本！数据中心内部设备复杂，散热量大，制冷要求高，保障性要求也高，其中空调系统所产生的功耗约占数据中心总功耗的40％左右，因此电力成本对于数据中心来说非常巨大，功耗管理对于数据中心而言，是迫切亟待解决的问题。

对Smart Rack集群服务器功耗的监控是实现功耗管理的基础，可以通过两种手段来实现：通过在机柜的带外管理模块(RMC)直接读取。该方式的优点是简单直接，缺点是精度受限，目前只能达到+-10％，而且必须将功率传感器布置在电源AC端。另一种手段是服务器生产厂家在服务器生产之后标定各种负载条件下的服务器功率，用户使用监控软件估算出节点的功率。在准确的集群实时功耗监控基础之上可以计算应用的功耗与能耗，通过对不同负载状况集群功耗的分析可以得到应用的有效功耗与无效功耗。

Smart Rack集群峰值功耗的控制主要是基于三方面的考量：第一，集群的UPS与冷却单元所能支撑IT设备最大功耗是决对不能超越的，因此用户往往需要配置较多的冗余设备，而其利用率很低，如果能够对集群功耗上限进行控制，可以相应的减少冗余设备数量，减少无效投资。第二，UPS与冷却单元还对Smart Rack机柜的功耗密度有相应要求，设计功耗密度太高会使成本大幅提升，设计密度过低又会造成空间利用率低下，因此需要选择一个合适的功耗密度。第三，不同种类的应用负载特点是不同的，例如高性能计算节点通常CPU利用率较高，对节点间通讯延迟敏感，而互联网应用往往更关心数据的快速读写，CPU利用率并不很高。即便是同一应用，其负载往往也会有大幅度的波动，根据应用的负载特点进行功耗上限的调整会明显提升服务器的能效。

Smart Rack集群服务器内单个节点运行的应用一般不会频繁改变，可以将负载与功耗的实时数据保存下来形成历史数据，监控系统据此可以自动分析负载的特点与发展趋势并做出相应调整。完善的功耗分配策略可以使管理员将精力集中在对负载特点的分析上，而不用为其具体数值以及调整时间等细节耗费大量精力。

发明内容

基于上述，本发明提供了一种Smart Rack集群服务器功耗管理优化的方法及系统，本发明的技术方案通过使用虚拟化技术、云计算技术，解决现有技术中集群服务器能耗大的问题。

本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明提供一种Smart Rack集群服务器功耗管理优化的方法，包括：

步骤A，使用虚拟化技术在服务器节点上安装一虚拟化层，将多个虚拟机置于同一台服务器上；

步骤B，建立云模型，根据云模型提高Smart Rack集群服务器数据中心效率；

步骤C，优化电源使用，检测所述Smart Rack集群服务器数据中心的服务器闲置时的功耗，若所述功耗大于预设阈值，则休眠或关闭该服务器，优化电源功耗损耗；

步骤D，通过仿真分析获得热源点，对热源点进行制冷处理。

其中，所述云模型基于混合云平台实现。

其中，所述Smart Rack集群服务器数据中心可以跨越不同的云模型。

其中，所述仿真分析包括对机架放置、服务器密度、地板、通道设置其中的一种或者多种仿真。

另外，本发明还提供一种Smart Rack集群服务器功耗管理优化的系统，所述系统包括：

虚拟化模块，用于使用虚拟化技术在服务器节点上安装一虚拟化层，将多个虚拟机置于同一台服务器上；

云模型模块，用于建立云模型，根据云模型提高Smart Rack集群服务器数据中心效率；