[发明专利]一种能耗感知的云计算服务器资源在线管理方法和系统

摘要

本发明提供一种能耗感知的云计算服务器资源在线管理方法和系统，属于计算机高性能计算领域。在该方法和系统中，主要通过负载均衡控制和能耗控制两部分的协同运作来达到对云计算服务器资源和能耗的管理，其中负载均衡控制通过自适应调整分配给不同虚拟机的资源量来维持各虚拟机之间的负载均衡，进而使所有虚拟机可以得到近似一致的响应时间；能耗控制通过动态改变物理CPU的频率来保持所有虚拟机的平均响应时间趋于理想水平，从而达到降低能耗的目的。通过实施所述方法和系统可以在保证虚拟机上Web应用性能的同时，有效降低物理服务器的耗电量，从而起到对云计算服务器能耗和性能在线控制的效果。

主权项

一种能耗感知的云计算服务器资源在线管理方法，其特征在于，该方法包括负载均衡控制和能耗控制两部分协同运作；所述负载均衡控制通过自适应调整分配给不同虚拟机的资源量来维持各虚拟机之间的负载均衡，进而使所有虚拟机可以得到近似一致的响应时间，具体包括如下步骤：步骤101：自动采集得到运行于云计算服务器各个虚拟机上的Web应用的响应时间信息和云计算服务器分配给每个虚拟机的实时资源量大小；步骤102：计算得到每个虚拟机所需的响应时间信息；步骤103：对负载均衡问题进行建模，采用系统辨识的方法对响应时间和资源分配量之间的复杂关系进行建模；步骤104：采用在线训练方法对模型参数进行实时更新；步骤105：将负载均衡控制问题转化为鲁棒性动态优化控制问题，以此来建立能够反映网络负载动态变化的在线系统模型；步骤106：采用带有随机策略的自适应控制算法进行求解；步骤107：计算最优的资源分配方案；步骤108：根据最优资源分配方案改变每个虚拟机的资源分配量，以保证在动态负载情况下运行在每个虚拟机上面Web应用的性能，并将最优资源分配方案发送到步骤104，用于下一周期的模型更新；所述能耗控制通过动态改变物理CPU的频率来保持所有虚拟机的平均响应时间趋于理想水平，具体包括如下步骤：步骤201：自动采集得到每个虚拟机上Web应用的响应时间和云计算服务器的物理CPU频率信息；步骤202：同样采用系统辨识的方法对响应时间和物理CPU频率之间的非线性关系进行建模；步骤203：为了适应网络动态负载情况，在能耗控制当中采用同样的在线训练方法对模型参数进行实时更新；步骤204：采用同样的带有随机策略的自适应控制算法进行求解；步骤205：对满足所有虚拟机性能要求的物理CPU频率大小进行计算，得到最优的CPU物理频率的调整量；步骤206：通过云计算服务器自带的动态电压频率调节技术，将计算得到的最优CPU物理频率调整量作用于云计算服务器，以达到降低能耗的作用。