[发明专利]一种利润感知的分布式数据中心负载管理方法

权利要求书

1.一种利润感知的分布式数据中心负载管理方法，其特征在于，利用前端代理服务器、全局分派器和局部管理器进行分布式数据中心的负载分配，以便最大化分布式数据中心运营商的利润，具体包括以下步骤：

步骤1：客户端通过Internet网发送Web服务请求；

步骤2：前端代理服务器通过Internet网接收客户端的服务请求；

步骤3：前端代理服务器通过Intranet网发送接收到的服务请求信息到全局分派器；

步骤4：全局分派器计算负载如何在分布式数据中心间分派，形成一个全局的负载分配方案；

其中，所述步骤4中的全局负载分配方案通过以下方法确定：

全局分派器首先使用下面的公式计算指派负载j到任意一个数据中心i的优先级PR_i,j：

上式中，PUE_i代表数据中心i的电能使用效率， P_i(t)代表数据中心i所在位置的电价，N代表分布式数据中心的总数，AC_i代表数据中心i的最大服务能力，然后，基于上面公式的求解结果，指派负载到具有最大优先级的数据中心；

步骤5：全局分派器通过Intranet网发送全局负载分配方案到前端的代理服务器；

步骤6：前端代理服务器基于接收到的全局负载分配方案，利用Intranet网，分发负载到对应数据中心的局部管理器上；

步骤7：局部管理器计算负载如何在数据中心内部的计算服务器间分派，形成一个局部的负载分配集合、活动计算服务器的集合以及活动计算服务器的CPU频率设置集合；

步骤8：基于局部负载分配集合、活动计算服务器的集合与活动计算服务器的CPU频率设置集合，局部管理器打开或关闭计算服务器，分发负载到对应的计算服务器上，调节活动计算服务器的CPU频率；

步骤9：检测客户端是否还有服务请求要处理，若有，转向步骤1，否则，转向步骤9；

其中，所述步骤7中的局部负载分配集合、活动计算服务器的集合以及活动计算服务器CPU频率设置集合通过以下方法确定：

(1)计算数据中心内每个计算服务器的CPU利用率，指派负载到利用率最小的计算服务器，该过程迭代进行，直到所有的负载都分配完毕，由此形成初始的负载指派集合MapSet、活动计算服务器集合NASet；活动计算服务器CPU频率设置集合FreSet；

(2)基于集合MapSet、FreSet和NASet，利用下面的等式计算数据中心当前的利润η_i:

η_i＝R_i-C_i

上式中，R_i代表数据中心i的服务收入，C_i代表数据中心i的成本支出；

(3)从NASet集合中，选择一个负载最小的计算服务器s，尝试将该服务器上的负载依次分配到数据中心内其它活动的负载最少的计算服务器上，如果尝试失败，当前的MapSet、FreSet和NASet就是所求的负载指派集合、活动计算服务器CPU频率设置集合以及活动计算服务器集合；否则设置所选计算服务器s的状态为不活动，并更新相应的集合MapSet、FreSet和NASet，然后基于(2)中的利润求解等式计算新的利润比较η_i与的值，若大于η_i，转向(3)迭代，否则还原所选计算服务器s的状态为活动并还原相应的集合MapSet、FreSet和NASet，此时它们就是所求的局部负载分配集合、活动计算服务器CPU频率设置集合以及活动计算服务器集合。

2.根据权利要求1所述的利润感知的分布式数据中心负载管理方法，其特征在于，所述步骤8中的设置活动计算服务器上CPU的运行频率通过以下方法确定：

由于CPU只能在几个离散的频率下运行，我们通过相邻的两个离散频率值来近似局部管理器求解出的连续频率值f_i^s，计算公式如下：

其中，f₁与f₂是f_i^s的两个相邻的离散频率值，(t₁+t₂)是采样周期。