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管理分布式计算系统中的功率供应技术方案

技术编号:8133890 阅读:156 留言:0更新日期:2012-12-27 11:52
通过重复地评估多个计算机的功率消耗,一个或多个计算机管理多个计算机中的功率消耗,以便通过聚集任何给定的多个计算机中的单个计算机的功率消耗的标记来评估所述给定的多个计算机。所述评估标识或预测过度消耗功率的多个计算机并且标识不足地消耗功率的多个计算机。向被标识为过度消耗功率的第一多个计算机发送消息以指示其包含的计算机或虚拟机(VM)中的一些降低它们的计算工作负载。向被标识为不足地消耗功率的第二多个计算机发送消息以指示其他计算机增加他们的计算工作负载。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】管理分布式计算系统中的功率供应背景向诸如数据中心、网格、云、容器等大規模计算基础结构中的大量的分布式计算元件供应功率(power)通常是ー个具有挑战性的问题。通常,使用静态连线(wiring)和功率备份基础结构来将固定的功率预算或功率量分配到多个功率消耗元件,包括计算机服务器、存储设施、以及网络设备等(统称为计算元件)。这些元件的功率消耗不是静态的,而是经常随着在这些元件上执行的用户应用的动态工作负载或数据访问模式而改变。由这些改变所带来的ー个问题在于静态功率分配基础结构可能即便在其他元件存在多余容量时也不能容易地向需要功率的元件重新分配功率。目前,为了在这种改变期间保持系统工作,向该系统的每ー不同部分提供大量的多余功率容量以便能够适应每一部分中的动态需求变化。因此,在功率供应系统的ー个部分中功率可能未被充分利用,而同时在该功率供应系统的另一部分中功率可能不足。 下面讨论与动态功率管理相关的技木。概述以下概述仅是为了介绍在以下详细描述中讨论的某些概念而被包括的。本概述并不是全面的,并且不g在描绘所要求保护的主题的范围,该范围由所附的权利要求书来阐明。简言之,可以在线方式,或者将在线方式与离线方式相组合地,监视各计算元件的功率消耗,并且可跨越功率分配基础结构将功率使用与功率可用性或指定预算相比较。例如,功率分配基础结构可能跨数据中心联位(房间)、机架、电路、容器、或个体服务器或群集具有固定的功率预算。当超出被预算的边界的一个或多个处的功率预算(或接近超出或预测要超出)时,可启动功率预算实施来主动地(或抢先地)减少该基础结构中的过载部分(或者预测要过载的部分,分别地)中的功率使用。基于用户和/或操作者所指定的功率管理策略,使用一个或多个实施机制来控制功率使用。这些机制可包括以下的或其他的。工作负载中导致増加的功率使用的部分或全部可被迁移到功率基础结构中没有超出功率预算的那些部分(例如,不同的联位(colo))。对于无状态服务,可终止过载点处的应用实例或托管(host)应用实例的虚拟机(VM),并且在稍后的时间在同一服务器或不同服务器上实例化新的实例或托管新实例的VM ;即便在应用状态可被重新创建的情况下(例如,在即时消息收发服务中使用存储在用户客户端中的信息),这些技术也是适用的。应用组件本身或托管应用组件的虚拟机可被迁移或临时挂起执行(例如,分页(page)到存储)并在稍后的时间在同一服务器或不同服务器上恢复,过载部分中的服务器可被关闭或变换到低功率执行状态或低功率睡眠状态并在该基础结构的其他部分中启动类似的服务器。进入数据中心的用户エ作负载可被重新定向到同一数据中心或其他数据中心中的非过载部分中的服务器。可通过減少某些服务器(例如,执行低优先级或低收益应用的那些服务器)上的CPU处理器频率(和/或存储器/高速缓存分配以及存储器带宽以及其他资源)来减少那些服务器上的功率使用。可減少分配给某些应用的CPU时间,从而允许处理器以低功率执行状态或低功率睡眠状态花费更多时间,并因此减少平均功率提取。可向用户、操作者、以及软件应用发送自动化的功率警告,可通过改变它们的处理类型(例如,电影流传输服务器可从高清分辨率切換到标准清晰度)来对所述警告进行响应,并且減少的工作负载減少了所提取的功率。可重定向进入的用户请求,并且可基于可用功率容量、动态功率定价/可用性、托管计算元件的可用性及容量、迁移成本(诸如迁移中导致的带宽和等待时间)以及其他因素来跨地理上分布的数据中心迁移工作负载。还可调用由所部属的软件和硬件提供的其他功率控制选项。许多附带特征将參考以下的详细描述并结合附图考虑以在下文解释。附图简述根据附图阅读以下详细描述,将更好地理解本专利技术,其中在所附描述中使用相同的附图标记来指代相同的部分。图I示出用于ー计算基础结构的功率分配系统。 图2示出计算基础结构。图3示出用于实现能量实施模块(EEM)功能的两个模块。图4示出用于跨机架管理功率消耗的一实现。图5示出由管理系统执行的实例功率管理过程。详细描述功率分配概览图I示出用于ー计算基础结构的功率分配系统100。大多数数据中心、服务器场等具有某种程度上固定的功率供应系统。即,功率是以固定部分提供的,所述部分随着从功率供应器或功率源102到最終消耗功率的计算设备104的距离而減少。尽管已经知道功率供应器或功率源改变分配给各电路的功率的量,然而在任何给定时刻,为了讨论可假定该供应是固定的,或者动态地改变分配的能力是有限的或不便的。例如,忽略在线缆、变压器、开关等中的功率损耗,可以从源102到分配点114 (例如,邻居、校园、功率子站等)、到电路1116、到电路3118、到各设备104以不断减少的固定量106、108、110、112提供功率。所述计算元件或设备104可以是诸如服务器、交換机、路由器、数据存储设备(例如,磁带排(tapebank))、容器、用于计算机刀片等的机架等等的计算元件。数据中心、计算云、或其他类型的协调计算基础结构可依赖功率分配系统100,比如图I中示出的功率分配系统。例如,服务器的群集可用于向顾客提供通用服务/应用托管。在许多情况下,在任何给定时刻运行的各种类型的被托管应用以及它们的工作负载可能以难以预测或预先知晓的方式波动。错误状态、网络或服务器故障、对被托管的应用/服务的增加的外部需求、以及许多其他因素可能无法预测且快速地增加个体服务器、服务器群集、超级计算机、甚至整个数据中心(它们可能在物理上远离而可经由网络集成以提供一致且统ー的托管服务)的计算负载,并因此增加其功率消耗。类似地,低计算工作负载可在功率供应基础结构的另一部分中创建多余的未消耗的功率。图2示出计算基础结构。该示例基础结构具有两个数据中心100。为了讨论,可认为数据中心100是用于安置计算元件或设备104并可能向它们提供功率、冷却、人类操作者访问等的任何任意単元。分布式管理系统130具有获得主机处的应用的资源使用的測量,以及云托管平台的不同运行时属性和特征,和/或聚集任意主机组的测量(例如,存储器使用、CPU利用、活动进程/线程、网络连接、网络带宽使用、功率消耗、盘驱动器活动、存储器错误、高速缓存命中率等)的能力。对于可使用的各种技术之ー的附加描述,參见申请号为12/774,203,代理人档案号为328557. 01,标题为“管理云计算系统上的应用的运行时执行(Managing Runtime Execution of Applications on Cloud ComputingSystems),,、提父日为2012年5月5日的美国专利申请,通过对其引用将其结合于此。功率监视和管理数据中心100可包括各种计算设备104。计算设备104可包括应用托管软件132,该软件允许向设备供应各种应用134,所述应用通常将经由网络访问并提供数据,包括向其外部用户提供数据。计算设备104还可托管数据库、提供DNS或web服务、提供负载平衡器、或其他专用的基础结构型软件。计算设备104还可具有监视组件135,该监视组件向管理系统130提供性能、资源使用、可用性、功率消耗、以及网络统计数据以及其他度量和属性。计算设备104的监视组件135可合作以形成对等网络以计算全局状态的聚集视图,或允本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.25 US 12/731,2051.一种由计算机执行的方法,所述方法包括 接收来自多个服务器计算机和/或应用和/或虚拟机(VM)的功率測量,所述功率測量包括所述服务器计算机的或个体应用的或托管所述应用的VM的功率消耗的測量,所述服务器计算机从在所述服务器计算机外部的相应的功率基础结构単元接收功率; 评估所述功率測量来确定所述功率基础结构単元中的一个是否需要減少功率使用;以及 响应于确定存在功率减少需要,向从该功率基础结构単元接收功率的一个或多个服务器计算机发送ー个或多个消息,所述消息致使所述ー个或多个服务器计算机上的计算的减少。2.如权利要求I所述的方法,其特征在于,需要功率減少的功率基础结构単元是通过从多个服务器计算机的所接收的功率測量中计算和预测的总功率并基于所述总功率确定要減少所述多个服务器计算机的计算负载来标识的,所述多个服务器计算机从所述功率基础结构单兀接收其功率。3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述确定是使用功率消耗策略来执行的,其中所述策略指定希望的或強制的功率使用特征。4.如权利要求I所述的方法,其特征在于,计算和/或功率的減少是通过停用、終止和重新创建、迁移、重新分配资源、和/或调整运行在所述ー个或多个服务器计算机上的虚拟机(VM)上的工作负载来实现,所述停用包括临时挂起或暂停井随后在同一服务器或在不同服务器上恢复,所述终止和重新创建包括終止过载点处的应用实例并在稍后的时间在同一服务器或在不同服务器上实例化新实例或托管它们的VM,其中在必要时在其上重新创建应用状态。5.如权利要求I所述的方法,其特征在干,计算和/或功率的減少是通过致使所述ー个或多个服务器计算机上的ー个或多个CPU消耗更少的功率来实现的,而致使所述ー个或多个服务器计算机上的ー个或多个CPU消耗更少的功率是通过使用诸如频率缩放的处理器功率管理调节器改变影响其功率消耗的CPU的设置来实现的。6.如权利要求I所述的方法,其特征在干,进ー步响应于标识该功率消耗単元,増加没有从过载的功率基础结构単元接收功率的一个或多个服务器计算机上的计算负载。7.如权利要求6所述的方法,其特征在干,増加计算是通过激活或改变没有从过载的功率基础结构单元接收功率的一个或多个服务器计算机上执行的ー个或多个VM来实现的。8.ー种方法,包括 接收定义计算设备的功率消耗限...

【专利技术属性】
技术研发人员:N·简恩A·坎萨尔
申请(专利权)人:微软公司
类型:
国别省市:

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