一種云計算中心的通用電源和性能管理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及云計算領(lǐng)域，具體是一種云計算中心的通用電源和性能管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來能耗問題日益凸顯，云計算中心整體性能與節(jié)能管理的制約關(guān)系也受到更多企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注。目前主要利用以下幾方面的技術(shù)對云計算中心進(jìn)行調(diào)度和管理:控制技術(shù)，用于對物理資源使用情況的優(yōu)化控制和有效分配，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體性能的優(yōu)化:能耗管理技術(shù)，根據(jù)資源的利用率構(gòu)建合理的能耗管理系統(tǒng)，準(zhǔn)確估算服務(wù)器集群的用電情況。利用這些技術(shù)，可以從資源利用率、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、系統(tǒng)整體能耗等方面對云計算中心進(jìn)行有效的管理。另外，在保持應(yīng)用隔離性的同時，虛擬化技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到了云計算中心，用來更方便地提供應(yīng)用且使資源復(fù)用更加便利，伴隨著虛擬化技術(shù)而來的一個關(guān)鍵的挑戰(zhàn)是對分配給虛擬機(jī)的共享資源的實(shí)時監(jiān)控與虛擬機(jī)以最小代價滿足服務(wù)質(zhì)量目標(biāo)能力的管理。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的一些開源軟件能夠?yàn)樘摂M化服務(wù)器集群提供管理功能，但是，管理工具僅提供一些基礎(chǔ)的資源管理功能，并沒有對虛擬機(jī)的調(diào)度提供高效實(shí)用的控制方法，對系統(tǒng)資源的合理利用效果不明顯；另外，其對虛擬化集群的能耗管理并沒有給出相應(yīng)措施，對云計算中心整體的節(jié)能管理也有待改進(jìn)。
[0004]云計算中心管理最終更要的目標(biāo)之一就是通過最小化電源消耗和應(yīng)用的服務(wù)級協(xié)議違規(guī)，來最大化云計算中心的收益，但是目前在共享基礎(chǔ)設(shè)施的條件下，由于系統(tǒng)的動態(tài)性很難同時在兩方面都達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種云計算中心的通用電源和性能管理系統(tǒng)，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種云計算中心的通用電源和性能管理系統(tǒng)，包括功能部件如下:
(1)性能控制器(Performancecontroller)，負(fù)責(zé)為托管在云計算中心的多層應(yīng)用動態(tài)的分配的資源，以完成應(yīng)用的服務(wù)級協(xié)議目標(biāo)；同時也負(fù)責(zé)發(fā)送虛擬機(jī)迀移，物理服務(wù)器開/關(guān)命令和實(shí)際的資源分配到資源執(zhí)行器；
(2)能耗優(yōu)化器(Energyoptimizer)，被用于尋找最能效的虛擬機(jī)和物理服務(wù)器的映射關(guān)系；即實(shí)時的尋找一個能效的集群配置，以便處理托管應(yīng)用的時變負(fù)載。
[0007](3)監(jiān)控器(Sensor)，周期性的收集資源的利用率和每個多層應(yīng)用的實(shí)時性能，并發(fā)送這些性能數(shù)據(jù)到性能控制器；
(4)分配器(Resource actuator)，負(fù)責(zé)動態(tài)的再配置，配置操作包括執(zhí)行虛擬機(jī)實(shí)時迀移，動態(tài)調(diào)整虛擬機(jī)的多種資源分配和設(shè)置物理服務(wù)器的開/關(guān)狀態(tài)。
[0008]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:性能數(shù)據(jù)包括如下任一個或任多個數(shù)據(jù): CPU的利用率；
內(nèi)存利用率；
有效的CPU和內(nèi)存資源的大?。?br> 托管應(yīng)用的性能；
電能消耗。
[0009]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述托管應(yīng)用的性能，具體為由云服務(wù)提供者和使用者以服務(wù)級協(xié)議的形式來確定，其中云服務(wù)提供者應(yīng)該提供足夠的資源來滿足應(yīng)用的服務(wù)級協(xié)議目標(biāo)，以便提高資源的利用率，降低運(yùn)營成本和提高用戶的滿意度。
[0010]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述的電能消耗，具體為通過采用虛擬化技術(shù)，應(yīng)用能被封裝在虛擬機(jī)中；當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載降低的時候，虛擬機(jī)可以被整合到少量的物理服務(wù)器上，從而關(guān)閉不使用的物理服務(wù)器以節(jié)約電能；設(shè)計功耗優(yōu)化器，實(shí)現(xiàn)了一個蟻群優(yōu)化元啟發(fā)式算法來動態(tài)的確定云計算中心里物理服務(wù)器和虛擬機(jī)的映射關(guān)系，以便最小化系統(tǒng)的功耗。
[0011]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述性能控制器，具體地包括如下所述中的一個或多個特征:
a.根據(jù)資源的原始利用情況和性能的歷史數(shù)據(jù)，構(gòu)建資源模型預(yù)估器，采用反饋控制技術(shù)，對當(dāng)前所需資源和性能進(jìn)行合理的預(yù)估；
b.采用優(yōu)化控制方式，確定具體的資源分配調(diào)度方案和性能優(yōu)化的數(shù)據(jù)；
c.通過調(diào)用Xen的接口進(jìn)行調(diào)度，并將相關(guān)資源的利用情況傳遞給能耗優(yōu)化器以進(jìn)一步確定資源的分配方案。
[0012]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:所述的性能控制器由應(yīng)用控制器(Applicat1ncontroller)和仲裁器(Arbiter)兩個部件構(gòu)成。
[0013]作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案:每個應(yīng)用控制器包含兩個模塊:在線模型評估器(Model estimator)和最優(yōu)化控制器(Optimal controller)。
[0014]所述性能控制器的作用是通過動態(tài)調(diào)節(jié)虛擬機(jī)的資源分配來維持應(yīng)用的響應(yīng)時間目標(biāo)。云計算中心里每一個托管的應(yīng)用都有一個應(yīng)用控制器。為了確定需要多少資源來滿足應(yīng)用的性能目標(biāo)，應(yīng)用控制器首先需要確定應(yīng)用資源分配和它的性能的關(guān)系。
[0015]所述性能數(shù)據(jù)采集的具體操作方式:利用云監(jiān)控平臺提供的基礎(chǔ)功能，采集云主機(jī)的CPU、內(nèi)存利用情況，并作為輸入傳入性能控制器，通過性能優(yōu)化算法控制分配給云主機(jī)的資源，將性能控制器的輸出作為能耗優(yōu)化器的輸入，通過能耗優(yōu)化算法，進(jìn)一步對云主機(jī)進(jìn)行調(diào)度和資源的再分配，以減少云計算中心的能耗。
[0016]所述的性能優(yōu)化資源控制方案:根據(jù)資源的原始利用情況和性能的歷史數(shù)據(jù)，構(gòu)建資源模型預(yù)估器，采用線性模型對當(dāng)前所需資源和性能進(jìn)行合理的預(yù)估，通過加入優(yōu)化控制方案，確定具體的資源分配調(diào)度方案和優(yōu)化性能的數(shù)據(jù)，通過調(diào)用接口進(jìn)行調(diào)度，并將相關(guān)資源的利用情況傳遞給能耗優(yōu)化器以進(jìn)一步確定云主機(jī)的分配方案。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明結(jié)合控制理論和線性編程技術(shù)，能夠在保證應(yīng)用性能的基礎(chǔ)上帶來可觀的節(jié)能效果。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0020]實(shí)施例1
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