用于应用容器的功率消耗和能量效率的估计的控制装置制造方法及图纸

提供了用于估计被配置成在诸如云服务器的服务器系统上运行的应用容器的功率消耗和效率的装置和技术。在一示例中，一种方法能包含：创建基准应用容器，在主机服务器上运行基准应用容器，收集主机服务器的功率消耗信息，使用伪工作负荷来收集基准应用容器的资源利用信息，使用功率消耗信息和资源利用信息来构建统计模型，并且生成主机服务器的第一功率模型。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于应用容器的功率消耗和能量效率的估计的控制装置此申请要求对于在2016年3月22日提交的美国专利申请序列号No.15/077,398的优先权的权益，该申请通过引用以其整体被结合到本文中。
技术介绍
过去数年期间云计算的演变以及将容器技术结合到云数据中心（DC）的现代软件定义的基础设施（SDI）中已经加强了对容器化、基于微服务的应用的采用。在该背景中，DC的极大增长对功率消耗已经具有了巨大影响。通过除了其它创新外还使用低功率硬件、引入新的DC构建规范并且使用更智能的冷却系统，对于增加DC的效率已经做出了进展的努力。此努力也已经导致了创建绿色服务级别协定（SLA）作为服务提供商（SP）和顾客之间结合能量效率保证的合同协定。进展的努力针对于为与绿色服务级别协定相关的目的而提供应用部署的粒度中的功率消耗和效率估计，这是有挑战性的任务。附图说明在不一定按比例绘制的附图中，相似数字可以在不同的视图中描述类似组件。具有不同字母后缀的相似数字可以表示类似组件的不同实例。附图以示例的方式而非以限制的方式总体示出了本文档中所讨论的各个实施例。图1总体示出了根据一些实施例的云服务器系统的示例。图2是根据一些实施例的用于基准测试和估计应用容器的能量影响和效率的主机服务器节点的框图。图3总体示出了根据一些实施例的用于在主机服务器节点上的容器功率建模的方法的示例的流程图。图4总体示出了根据一些实施例的用于提供在服务器系统上运行的容器的效率估计的方法的示例。图5示出了示例机器的框图，本文所讨论的任何一种或多种技术（例如，方法）可以在其上执行。具体实施方式为解决这些和其它所关切的事，实施例提供能允许SP和DC所有者在部署级别捕获应用的能量影响的方法和工具。在某些示例中，所述方法和工具能向SP提供应用的功率效率特性，并且能允许SP优化服务部署、检测有问题的服务或基础设施组件，并且实现功率感知的（power-aware）服务确保机制。此外，此类能力能允许对在带有不同配置的服务器上部署的应用栈的能量分布分析（energyprofiling），其中此类不同配置能包含处理器使用中的配置。此类分布（profile）能允许为给定的SLA选择最合适的硬件。目前，能量相关的创新集中在虚拟机或服务器的硬件层而不是容器化应用。容器化应用在许多方式中不同于虚拟机。一个高级别的差异在于，与对于服务器上的虚拟机中运行的对应应用相比对于服务器上运行的多得多的容器应用的能力。虚拟机能占用大量系统资源。每个虚拟机不仅运行操作系统的完整副本，而且运行操作系统需要运行的所有硬件的虚拟副本。这能快速增加达到大量存储器和处理器利用。相比之下，容器仅利用足够的操作系统、支持程序和库以及系统资源以运行特定程序。这种具体的差异通常意味着单个服务器能托管（host）与托管的虚拟机上运行的应用相比二到三倍更多的容器化应用。操作效率是云计算中的主要性能指示符之一，并且在很大程度上受数据中心资源的利用所影响。直到最近，云计算的计算单元和执行环境是虚拟机（VM）。VM可以充分利用由各种技术所提供的环-1（ring-1）硬件隔离以达到健壮的资源隔离和安全。因此，VM能通过其自己的存储器管理来加载完整的OS。为此，云VM的功率消耗与VM正在处置的工作负荷相关。就资源利用而言，该工作负荷能通过计算单元除了其它参数以外还按照CPU、盘I/O和存储器利用的资源利用而被量化。本专利技术人已经实现一种用于估计在云服务器系统中操作的容器的功率消耗和效率的方法和系统，使得服务提供商能开发将促进某些数据中心的服务供应过程的应用分布和资源管理工具。另外，功率消耗信息能够能实现应用或应用组在具体绿色SLA内或超出该绿色SLA的基础和确保。图1总体示出了根据一些实施例的示例云服务器系统100。在某些示例中，服务器系统100能包含多个服务器节点110（服务器A、…、服务器N），其中每个节点具有操作系统（OS）。在某些示例中，每个节点110能运行一个或更多应用容器101。在一些示例中，应用容器101的二进制文件（BIN）和库文件（LIB）能帮助应用（APP）与主机（服务器X）的操作系统（OS）进行接口。在某些示例中，两个或更多应用容器能共享库或二进制文件。应用（APP）能单独地或彼此组合地向云服务器系统100的客户端提供各种服务。一些服务能通过在应用容器101中运行的应用而被提供。服务能包含但不限于电子邮件、仿真、渲染、商业应用、存储等。图2总体示出了根据一些实施例的用于基准测试（benchmarking）和估计应用容器201的能量影响和效率的示例主机服务器节点210。主机服务器节点210能包含主机服务器202、基准应用容器201、包含处理电路203的控制装置以及到应用容器201和主机服务器202的一个或更多接口204。在基准测试阶段期间，基准应用容器实例能在主机服务器202上运行。在某些示例中，基准应用容器实例能使用伪工作负荷对容器施加压力。伪工作负荷能自动向应用提供请求，其表示应用被预计在服务器被安装时响应的实时请求。所述一个或更多接口204能与应用容器201和主机服务器202进行通信并且能收集功率消耗信息和利用信息，诸如资源利用信息。从收集的基准信息，统计模型、诸如回归（regression）模型能被构造和分析。统计或回归分析能为主机服务器202提供或生成初始功率模型。在某些示例中，功率消耗信息能包含无容器的主机服务器202的功率消耗以及带有基准容器201的主机服务器202的功率消耗。在某些示例中，资源利用信息能包含与主机服务器202的基准容器201交互的利用信息。对于具体应用（Papp），任何时间点的功率消耗能包含部署在容器（PC）中的应用的一个或更多服务的功率消耗之和：。（等式1）图3总体示出了根据一些实施例的用于在主机服务器节点上容器功率建模的方法的示例的流程图。所述方法能包含在301，估计系统在空闲模式中（或者没有容器地）操作主机。在302，估计系统能例如通过使用数据中心可管理性接口（DCMI）和智能平台管理接口（IPMI）来收集主机的备用或基线功率消耗信息。在303，该系统能将基准容器加载到空主机上。在某些示例中，基准容器实例能包含伪工作负荷，或者该系统能将伪工作负荷应用于基准容器实例。在304，该系统能经由DCMI或IPMI捕获或收集容器资源利用信息和主机功率消耗信息。在305，该系统能例如通过执行回归或一些其它统计分析对收集的信息进行操作或者处理收集的信息，以便为主机上运行的容器的功率模型提供初始因子或系数。在某些示例中，用于提供初始功率因子或系数的算法在以下被讨论。在某些示例中，在306，基准容器能从主机中被移除，为在例如云服务器中主机的实际实现做准备。在某些示例中，从基准应用中接收的利用信息能允许对于容器的功率消耗的估计。例如，利用信息能包含CPU利用信息（UCPU），其能指示容器对主机的一个或更多中央处理单元（CPU）的使用。在某些示例中，利用信息能包含盘利用信息（UDisk），其能指示容器对主机的盘的访问。在某些示例中，利用信息能包含存储器利用信息（UMem），其能指示容器对主机的存储器的访问。对于部署在某一主机机器上的容器实例，功率消耗能被估计为CPU、盘I/O和存储器的各个资源本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制装置，包括：到主机服务器的第一接口；到一个或更多应用容器的第二接口，所述一个或更多应用容器配置成在所述主机服务器上运行；以及处理电路，所述处理电路配置成：将伪工作负荷应用于基准应用容器；收集所述主机服务器的功率消耗信息；收集所述基准应用容器的资源利用信息；使用所述功率消耗信息和所述资源利用信息来构建统计模型；以及生成所述主机服务器的第一功率模型。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.22 US 15/0773981.一种控制装置，包括：到主机服务器的第一接口；到一个或更多应用容器的第二接口，所述一个或更多应用容器配置成在所述主机服务器上运行；以及处理电路，所述处理电路配置成：将伪工作负荷应用于基准应用容器；收集所述主机服务器的功率消耗信息；收集所述基准应用容器的资源利用信息；使用所述功率消耗信息和所述资源利用信息来构建统计模型；以及生成所述主机服务器的第一功率模型。2.权利要求1所述的控制装置，其中所述一个或更多应用容器中的第一应用容器是基准应用容器；以及其中所述资源利用信息包含当运行所述基准应用容器时所述主机服务器的中央处理器利用信息（UCPU）。3.权利要求2所述的控制装置，其中所述资源利用信息包含当运行所述基准应用容器时所述主机服务器的盘输入和输出利用信息（UDisk）。4.权利要求3所述的控制装置，其中所述资源利用信息包含当运行所述基准应用容器时所述主机服务器的存储器利用信息（UMem）。5.权利要求4所述的控制装置，其中处理电路进一步配置成当构建所述统计模型时使用所述中央处理器利用信息（UCPU）、盘输入和输出利用（UDisk）以及所述存储器利用信息（UMem）来估计对于所述主机服务器的所述第一功率模型的系数。6.权利要求5所述的控制装置，其中第二应用容器是实时应用容器；以及其中所述处理电路进一步配置成使用所述第一功率模型的所述系数来估计在所述主机服务器上运行的所述实时应用容器的功率消耗，其中所述实时应用容器的所述功率消耗的估计（PCi）是：，其中i是与多个实时容器应用中的实时容器应用相关联的索引，n是在所述主机上运行的实时容器应用的实际数量并且PH是所述主机的空闲功率。7.权利要求6所述的控制装置，其中所述处理电路进一步配置成使用所述第二接口来收集由所述实时应用容器在时间的间隔（t1-t2）上所执行的应用特定操作（useful_operations）的指示符。8.权利要求7所述的控制装置，其中所述处理电路进一步配置成使用所述功率消耗的所述估计（PCi）和应用特定操作的所述指示符来提供所述实时应用容器（fCi）的效率（E），其中。9.一种机器可读介质，包含用于估计云计算应用的功率消耗的指令，所述指令当在机器上被执行时，使得所述机器执行操作，所述操作配置成：在主机服务器上运行基准应用容器；收集所述主机服务器的功率消耗信息；使用伪工作负荷来收集所述基准应用容器的资源利用信息；使用所述功率消耗信息和所述资源利用信息来构建统计模型；以及提供所述主机服务器的第一功率模型。10.权利要求9所述的机器可读介质，包含当在所述机器上被执行时使得所述机器通过执行包含收集运行所述基准应用容器的所述主机的中央处理器利用信息（UCPU）的操作来收集所述资源利用信息的指令。11.权利要求10所述的机器可读介质，包含当在所述机器上被执行时使得所述机器通过执行包含收集运行所述基准应用容器的所述主机的盘输入和输出利用信息（UDisk）的操作来收集所述资源利用信息的指令。12.权利要求11所述的机器可读介质，包含当在所述机器上被执行时使得所述机器通过执行包含收集运行所述基准应用容器的所述主机的存储器利用信息（UMem）的操作来收集所述资源利用信息的指令。13.权利要求12所述的机器可读介质，包含当在所述机器上被执行时使得所述机器通过执行包含使用所述中央处理器利用信息（UCPU）、盘输入和输出利用（UDisk）和所述存储器利用信息（UMem）来估计对于所述主机的功率模型的系数的操作、从而使用所述功率消耗信息和所述资源利用信息来构建所述统计模型的指令。14.权利要求13所述的机器可读介质，包含当在所述机器上被执行时使得...

【专利技术属性】
技术研发人员：G卡察罗斯，P库普戴亚尔，S纳塔拉詹，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US