集群的功耗控制方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及服务器领域，具体来说，设及一种集群的功耗控制方法及装置。
【背景技术】
[0002] 随着世界范围内能源问题的日益突出，如何打造节能环保、高可靠可用的绿色数 据中屯、成为计算机行业的重大挑战。据统计，至2012年全球数据中屯、每年在电力成本上的 花费高达260亿美元，相当于全世界能源的1.5%，而运一数字在2014年还将翻倍。研究显 示，数据中屯、消耗的所有电能中，平均仅6%至12%用于为服务器供电W执行计算任务，而 剩余电能主要是被服务器处于闲置状态，并应对可能随时出现的新任务所消耗。
[0003] -般情况下，数据中屯、中各个集群运行的应用不尽相同且一般不会频繁改变。不 同类型应用的负载特点是不相同的，例如高性能计算通常CPU利用率较高，对节点间通讯延 迟敏感，而W邸应用往往更关屯、数据的快速读写，CPU利用率并不很高。也就是说不同应用对 服务器各关键部件的压力差别很大，即使两个应用在服务器节点层面所消耗的功耗是相同 的，各部件的实际功耗也会有较大的差异。实验数据显示，CPU和内存的功耗约占服务器总 功耗的50%，风扇、电源、外接板卡占40%左右。数据中屯、的设备通常情况下是按照服务器 的最大负载进行配置和部署的。因此对于运行不同应用的节点来说，若应用长期处于低负 载的情况，将会造成服务器计算能力及供电能力的很大浪费。综上所述，根据应用的特点对 服务器不同部件进行实时地调整，可W在不影响应用的前提下节省服务器的能耗。
[0004] 通过对计算机硬件、网络、数据中屯、等的能耗的研究，目前提出了许多节约能耗的 有效措施。服务器厂商主要通过执行冷却技术、忍片节能技术、软件调度和管理技术等来降 低服务器的能耗。从硬件方面讲，通过对标准服务器系统能耗分布状况的分析，CPU、电源、 硬盘、内存、散热风扇、主板忍片的能耗是服务器能耗的关键因素。节能服务器产品的设计 方向是对它们的能耗现状进行优化，结合当前服务器产品的技术状况，主要是采用低功耗 CPU、高效率电源、2.5寸硬盘或固态硬盘，W及散热优化设计实现节能目标。运是服务器节 能的关键，但运需要从设计服务器产品时就开始考虑，无法很好地解决现有数据中屯、中现 有的复杂多样的服务器的节能问题。从软件调度和管理技术出发，通过电源管理设置和模 式转换设置，在系统不工作的情况下，关掉不必要的程序和进程，迅速在不同模式下进行转 换，从而进入能耗更低的模式，降低系统消耗，从而降低整机能耗。目前对软件节能技术的 研究主要有虚拟化技术、多核调度和资源管理优化、静态和动态功耗管理与优化技术等。
[0005] 为解决集群节能问题，现有的一些节能技术通过建模对服务器状态进行切换控制 来实现节能，但是它仅仅引入了休眠状态;模型的输入为时刻等待客户请求，没有考虑服务 器的实际应用；它主要对选择状态策略的算法方面做了研究，但没有充分考虑服务器整体 及部件的相互关系和影响。另外，一种现有技术提出了多层次的集群功耗管理方法，该管理 方法通过集群层次和本地节点层次进行功耗管理。集群层次的功耗管理基于自学习负载预 测的按需启动策略，根据作业的负载提供计算资源。本地节点层次的功耗管理利用动态电 压与频率调节术进行CPU调频降低功耗，但是它没有考虑到其他部件的功耗问题;另 一种现有技术提出了基于资源调度的集群节能系统，对服务器的空闲状态进行监控，从而 关闭或休眠空闲服务器，该系统的节能手段比较单一，没有考虑到服务器各个部件的实时 调控。
[0006] 针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0007] 针对相关技术中的问题，本发明提出一种集群的功耗控制方法及装置，能够自动 调节服务器W及集群的功耗，实现了服务器集群整体能耗的合理分配，进而达到提高效能 的目的。
[000引本发明的技术方案是运样实现的：
[0009 ]根据本发明的一个方面，提供了 一种集群的功耗控制方法。
[0010] 该功耗控制方法包括：
[0011] 采集集群中服务器各元件的工作参数；
[0012] 根据工作参数建立功耗模型；
[0013] 通过功耗模型，计算服务器的功耗；
[0014] 根据功耗制定功耗策略，并执行功耗策略。
[0015] 在一个优选的实施例中，工作参数包括：
[0016] 元件的利用率和/或负载状态。
[0017] 在一个优选的实施例中，功耗模型包括服务器中各元件的额定最大功率和服务器 在指定时间内的实际功率。
[0018] 在一个优选的实施例中，根据功率制定功耗策略包括：
[0019] 将服务器按照应用类型进行分类，其中，应用类型包括:计算密集型、磁盘密集型、 空闲型；
[0020] 根据计算得到的功耗W及服务器的分类，制定功耗策略。
[0021 ]在一个优选的实施例中，所述方法进一步包括：
[0022] 显示工作参数W及服务器的功耗。
[0023] 根据本发明的另一方面，提供了一种集群的功耗控制装置。
[0024] 该功耗控制装置包括：
[0025] 信息采集模块，用于采集集群中服务器各元件的工作参数；
[0026] 功耗监控模块，用于根据工作参数建立功耗模型，W及，进一步用于通过功耗模 型，计算服务器的功耗；
[0027] 功耗控制模块，用于根据功耗制定功耗策略，并执行功耗策略。
[0028] 在一个优选的实施例中，工作参数包括：
[0029] 元件的利用率和/或负载状态。
[0030] 在一个优选的实施例中，功耗模型包括服务器中各元件的额定最大功率和服务器 在指定时间内的实际功率。
[0031 ]在一个优选的实施例中，功耗控制模块进一步用于将服务器按照应用类型进行分 类，其中，应用类型包括:计算密集型、磁盘密集型、空闲型；W及根据计算得到的功耗W及 服务器的分类，制定功耗策略。
[0032] 在一个优选的实施例中，功耗监控模块进一步用于显示工作参数W及服务器的功 耗。
[0033] 本发明通过采集服务器的工作参数并对参数进行合理分析从而建立功耗模型，通 过该功耗模型计算出服务器的实际功耗，进而根据服务器的实际功耗，能够制定合理的策 略，通过执行该策略，从而调节服务器W及集群的功耗，实现了服务器集群整体能耗的合理 分配，进而达到提高效能的目的。
【附图说明】
[0034] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施 例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W根据运些附图获 得其他的附图。
[0035] 图1是根据本发明实施例的集群的功耗控制方法的流程图；
[0036] 图2是根据本发明的集群的功耗控制装置的框图。
[0037] 图3是根据本发明的集群的功耗控制方法的周期性策略和非周期性策略示意图。
【具体实施方式】
[0038] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的 范围。
[0039] 根据本发明的实施例，提供了 一种集群的功耗控制方法。
[0040] 如图1所示，根据本发明实施例的集群的功耗控制方法包括：
[0041] 步骤SlOl，采集集群中服务器各元件的工作参数。具体的，在一个优选的实施例 中，工作参数包括:元件的利用率和/或负载状态。
[0042] 步骤S103,根据工作参数建立功耗模型。在一个优选的实施例中，功耗模型包括服 务器中各元件的额定最大功率和服务器在指定时间内的实际功率。在一个实施例中，根据 功率制定功耗策略具体为:将服务器按照应用类型进行分类，其中，应用类型包括:计算密 集型、磁盘密集型、空闲型;然后，根据计算得到的功耗W及服务器的分类，制定功耗策略。 在一个实施例中，所述功耗控制方法还包括显示服务器的工作参数W及功耗等信息。
[0043] 步骤S105,通过功耗模型，计算服务器的功耗
[0044] 步骤S107,根据功耗制定功耗策略，并执行功耗策略。
[0045] 通过本发明的上述方案，能够自动调节服务器W及集群的功耗，实现了服务器集 群整体能耗的合理分配，进而达到提高效能的目的。
[0046] 根据本发明的实施例，还提供了一种集群的功耗控制装置。
[0047] 如图2所示，根据本发明实施例的集群的功耗控制装置包括：
[004引信息采集模块21，用于采集集群中服务器各元件的工作参数；
[0049]功耗监控模块22,用于根据工作参数建立功耗模型，W及，进一步用于通过功耗模 型，计算服务器的功耗；
[0050]功耗控制模块23,用于根据功耗制定功耗策略，并执行功耗策略。
[0051 ] 在一个优选的实施例中，工作参数包括：
[0052] 元件的利用率W及负载状态。
[0053] 在一个优选的实施例中，功耗模型包括服务器中各元件的额定最大功率和服务器 在指定时间内的实际功率。
[0054] 在一个优选的实施例中，功耗控制模块23进一步用于将服务器按照应用类型进行 分类，其中，应用类型包括:计算密集型、磁盘密集型、空闲型；W及根据计算得到的功耗W 及服务器的分类，制定功耗策略。
[0055] 在一个优选的实施例中，功耗监控模块22进一步用于显示工作参数W及服务器的 功耗。
[0056] 为了更好的理解本发明的技术方案，下面W具体实施例进行详细阐述。
[0057] 在本实施例中，集群的功耗控制装置主要由信息采集、功耗监控、功耗控制功能模 块构成。其中，信息采集模块实现了基于采集框架的所有资源数据的采集;