虚拟数据中心节能调度方法和设备技术

本发明专利技术提供一种虚拟数据中心节能调度方法和设备。方法包括：获取数据中心中各物理节点的能耗数据和各物理节点的系统信息，根据各物理节点的能耗数据和各物理节点的系统信息，得到各物理节点中各耗能器件的使用率与能耗之间的映射关系，根据各物理节点中各耗能器件的使用率与能耗之间的映射关系以及各物理节点上部署的虚拟机的可用资源，生成节能调度算法，根据该算法对部署在物理节点上虚拟机进行迁移处理，以减小数据中心的总能耗。本发明专利技术通过采集每个物理节点的能耗数据和系统信息，得到上述映射关系，以制定节能调度算法对物理节点中的虚拟机进行迁移处理，使部署有虚拟机的物理节点的资源利用率达到最大化，以降低数据中心的能耗。

【技术实现步骤摘要】
虚拟数据中心节能调度方法和设备
本专利技术涉及通信技术，尤其涉及一种虚拟数据中心节能调度方法和设备。
技术介绍
随着信息时代的发展，数据中心的数量以及规模越来越大，数据中心的能耗也随之递增。目前，将虚拟机技术引入到数据中心，将不同的应用封装在不同的虚拟机中，通过虚拟机的迁移实现不同应用的聚合，从而多个异构的应用可以在同一个物理机运行。但是，目前绝大多数企业的重要应用仍然直接部署在物理机上，由于虚拟数据中心重要应用的种类越来越多，这些重要应用需要的物理机数量也越来越多，不同物理机需要采用单独的节能调度算法，这就使得数据中心的资源占用率较高，导致数据中心的能耗较大。
技术实现思路
本专利技术提供一种虚拟数据中心节能调度方法和设备，用以解决现有技术中虚拟数据中心资源利用率低、能耗较大的问题。为了实现上述目的，本专利技术提供一种虚拟数据中心节能调度方法，包括：获取数据中心中每个物理节点的能耗数据和每个物理节点的系统信息，每个物理节点的系统信息包括每个物理节点中每个耗能器件的使用状态；根据每个物理节点的能耗数据和每个物理节点的系统信息，统计获取每个物理节点中每个耗能器件的使用率与能耗之间的映射关系；根据每个物理节点中每个耗能器件的使用率与能耗之间的映射关系以及部署有虚拟机的物理节点的可用资源，生成用于对部署在物理节点上的虚拟机进行迁移处理的节能调度算法；根据所述节能调度算法对部署在物理节点上的虚拟机进行迁移处理，以减小所述数据中心的总能耗。为了实现上述目的，本专利技术提供一种虚拟数据中心节能调度设备，包括：获取模块，用于获取数据中心中每个物理节点的能耗数据和每个物理节点的系统信息，每个物理节点的系统信息包括每个物理节点中每个耗能器件的使用状态；统计模块，用于根据每个物理节点的能耗数据和每个物理节点的系统信息，统计获取每个物理节点中每个耗能器件的使用率与能耗之间的映射关系；生成模块，用于根据每个物理节点中每个耗能器件的使用率与能耗之间的映射关系以及部署有虚拟机的物理节点的可用资源，生成用于对部署在各物理节点上的虚拟机进行迁移处理的节能调度算法；处理模块，用于根据所述节能调度算法对部署在物理节点上的虚拟机进行迁移处理，以减小所述数据中心的总能耗。本专利技术提供的虚拟数据中心节能调度方法和设备，实时采集每个物理节点的能耗数据和系统信息，得到个物理节点中各耗能器件的使用率与能耗之间的映射关系，获取部署有虚拟机的物理节点的可用资源，根据该映射关系和该可用资源，对部署在物理节点中的虚拟机进行迁移处理，使数据中心中的所有虚拟机尽可能集中的部署在物理节点上，使数据中心中开启的物理节点的数量最小化。也就是说，可以对部署有较少虚拟机的部分物理节点进行迁移处理，使得该部分物理节点处于空闲状态，这样就可以关闭该部分物理节点，从而使得数据中心中开启的物理节点数量最少化，达到降低数据中心总能耗的目的。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种虚拟数据中心节能调度方法示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种虚拟数据中心节能调度设备结构示意图。具体实施方式下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。图1为本专利技术实施例提供的一种虚拟数据中心节能调度方法示意图。在本实施例中，该虚拟数据中心节能调度方法的执行主体为节能调度设备，如图1所示，该方法包括以下步骤：101、获取数据中心中每个物理节点的能耗数据和每个物理节点的系统信息，每个物理节点的系统信息包括每个物理节点中每个耗能器件的使用状态。节能调度设备可以实时的监测每个物理节点的运行情况，获取每个物理节点的系统信息，其中，该系统信息中可以包括物理节点中每个耗能器件的使用状态信息，如，CPU使用情况、磁盘使用情况、内存使用情况等。具体地，节能调度设备可以通过直接查询或解析物理节点的操作系统中的系统文件来获取物理节点的系统信息。例如，物理节点操作系统为Linux系统时，Linux系统下proc文件系统中的特定文件可以记录物理节点的系统信息。节能调度设备可以直接查询该proc文件系统中的特定文件，获取物理节点的系统信息。在proc文件系统中可以获取每个物理节点上的进程信息、CPU使用情况、磁盘的输入输出I/O情况、内存使用情况等，进一步地，从proc文件系统中可以获取部署在物理节点上的虚拟机的负载情况，也可以从proc文件系统读取内核的执行情况，也可以从proc/stat文件中获取CPU空闲时间、CPU系统时间、CPU用户时间等信息。Linux系统下的proc文件系统中这些记录物理节点的系统信息的特定文件夹可以存储在磁盘中，也可以存储在内存中的虚拟文件系统中。本实施例中，节能调度设备在Linux操作系统下获取物理节点的系统信息的方法仅是作为示例来进行说明，本专利技术不仅限于此。本实施例中，在获取每个物理节点的系统信息时，节能调度设备同步地获取每个物理节点的能耗数据。节能调度设备获取每个物理节点的电压或电流数据，对每个物理节点的电压或电流数据进行功率转换处理，得到每个物理节点的能耗数据。在物理节点中主要的耗能器件为中央处理器（CentralProcessingUnit，简称为CPU）、内存、磁盘、主板和网络等。具体地，每个物理节点上的传感器采集每个物理节点中的各耗能器件的电压或电流数据，将采集到的电压或电流数据传输给节能调度设备，节能调度设备对物理节点上的各耗能器件的电压和电流数据进行功率转换处理，得到物理节点上的各耗能器件的能耗数据。本实施例中，传感器可以通过智能型平台管理接口（IntelligentPlatformManagementInterface，简称为IPMI）或高级配置与电源接口（AdvancedConfigurationandPowerInterface，简称ACPI）将采集到的电压或电流数据传输给节能调度设备。可选地，在节能调度设备对每个物理节点的电压或电流数据进行功率转换处理之前，节能调度设备将每个物理节点的电压或电流数据与预设的每个物理节点对应的阈值范围进行比较，当物理节点的电压或电流数据在物理节点对应的阈值范围内时，节能调度设备将物理节点的电压或电流数据转换为功率，得到物理节点的能耗数据。本实施例中，物理节点的标准参数存储在数据中心，物理节点的阈值范围可以根据物理节点的标准参数预先进行设置。当节能调度设备对获取到物理节点的电压或电流数据后，查询数据中心中相应的物理节点阈值范围，将物理节点的电压或电流数据与预设的物理节点的阈值范围进行比较，当物理节点的电压或电流数据在相应的阈值范围内时，节能调度设备对该电压或电流数据进行转换，得到能耗数据。本实施例通过将电压或电流数据在进行转换功率之前，与预设的相应的阈值范围进行比较，可以避免因传感器发生故障而导致获取到错误的能耗数据。102、根据每个物理节点的能耗数据和每个物理节点的系统信息，统计获取每个物理节点中每个耗能器件的使用率与能耗之间的映射关系。节能调度设备可以从物理节点的系统信息中获取到物理节点中的各耗能器件的使用情况，根据各耗能器件的使用情况，得到各耗能器件的使用率。节能调度设备从物理节点的能耗数据获取物理节点中各能耗器件的能耗数据，节能调度设备可以根据各耗能器件的使用率以及各耗能器件的能耗数据得到各耗能器件的使用率与能耗之间的映射关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种虚拟数据中心节能调度方法，其特征在于，包括：获取数据中心中每个物理节点的能耗数据和每个物理节点的系统信息，每个物理节点的系统信息包括每个物理节点中每个耗能器件的使用状态；根据每个物理节点的能耗数据和每个物理节点的系统信息，统计获取每个物理节点中每个耗能器件的使用率与每个耗能器件的能耗之间的映射关系；根据每个物理节点中每个耗能器件的使用率与能耗之间的映射关系以及部署有虚拟机的物理节点的可用资源，生成用于对部署在物理节点上的虚拟机进行迁移处理的节能调度算法；根据所述节能调度算法对部署在物理节点上的虚拟机进行迁移处理，以减小所述数据中心的总能耗。

【技术特征摘要】
1.一种虚拟数据中心节能调度方法，其特征在于，包括：获取数据中心中每个物理节点的能耗数据和每个物理节点的系统信息，每个物理节点的系统信息包括每个物理节点中每个耗能器件的使用状态；根据每个物理节点的能耗数据和每个物理节点的系统信息，统计获取每个物理节点中每个耗能器件的使用率与每个耗能器件的能耗之间的映射关系；根据每个物理节点中每个耗能器件的使用率与能耗之间的映射关系以及部署有虚拟机的物理节点的可用资源，生成用于对部署在物理节点上的虚拟机进行迁移处理的节能调度算法；根据所述节能调度算法对部署在物理节点上的虚拟机进行迁移处理，以减小所述数据中心的总能耗；其中，所述根据所述节能调度算法对部署在各物理节点上的虚拟机进行迁移处理，以减小所述数据中心的总能耗包括：当有新虚拟机创建时，获取所述新虚拟机的所需资源；如果所述新虚拟机的所需资源大于预设资源下限且小于预设资源上限且所有部署有虚拟机的物理节点的可用资源均小于所述新虚拟机的所需资源，对每个部署有虚拟机的物理节点上的所需资源小于所述新虚拟机的所需资源的虚拟机进行迁移处理，从所有部署有虚拟机的物理节点中选择可以部署所述新虚拟机且使所述数据中心的总能耗最小的目标物理节点；将所述新虚拟机部署在所述目标物理节点上。2.根据权利要求1所述的虚拟数据中心节能调度方法，其特征在于，所述获取数据中心中每个物理节点的能耗数据包括：获取每个物理节点的电压或电流数据，对每个物理节点的电压或电流数据进行功率转换处理，得到每个物理节点的能耗数据；其中，每个物理节点的电压或电流数据是由每个物理节点上的传感器对每个物理节点的电压或电流进行采集得到的。3.根据权利要求2所述的虚拟数据中心节能调度方法，其特征在于，所述对每个物理节点的电压或电流数据进行功率转换处理，得到每个物理节点的能耗数据包括：判断每个物理节点的电压或电流数据是否在每个物理节点对应的阈值范围内；如果判断结果为是，对每个物理节点的电压或电流数据进行功率转换处理，得到每个物理节点的能耗数据。4.根据权利要求1所述的虚拟数据中心节能调度方法，其特征在于，所述对每个部署有虚拟机的物理节点上的所需资源小于所述新虚拟机的所需资源的虚拟机进行迁移处理，从所有部署有虚拟机的物理节点中选择可以部署所述新虚拟机且使所述数据中心的总能耗最小的目标物理节点包括：将每个部署有虚拟机的物理节点上的所需资源小于所述新虚拟机的所需资源的虚拟机迁出；从所述迁出虚拟机的物理节点中选择所述目标物理节点，将所述新虚拟机部署在所述目标物理节点上；将从所述迁出虚拟机的物理节点中除所述目标物理节点之外的其他物理节点上迁出的虚拟机重新迁入到所述其他物理节点中；按照所需资源由小到大的顺序，逐次将从所述目标物理节点上迁出的虚拟机重新向所述目标物理节点迁入；在所述逐次将从所述目标物理节点中迁出的虚拟机重新向所述目标物理节点迁入的过程中，如果待迁入虚拟机的所需资源大于所述目标物理节点的可用资源，将所述待迁入虚拟机作为新虚拟机并重新执行所述如果所述新虚拟机的所需资源大于预设资源下限且小于预设的资源上限且所有部署有虚拟机的物理节点的可用资源均小于所述新虚拟机的所需资源，对每个部署有虚拟机的物理节点上的所需资源小于所述新虚拟机的所需资源的虚拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃天宇，耿昊，李建欣，杨任宇，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11