專利名稱：一種基于異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)的功耗控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及存儲系統(tǒng)的功耗控制方法，尤指基于異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)的功耗控制方法。
背景技術(shù)：
存儲系統(tǒng)是大規(guī)模并行計算機(jī)系統(tǒng)中的重要組成部分。異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)基于對 象存儲架構(gòu)，由元數(shù)據(jù)服務(wù)器，各種類型的對象存儲服務(wù)器構(gòu)成。元數(shù)據(jù)服務(wù)器為應(yīng)用程序 的存儲請求提供元數(shù)據(jù)服務(wù)。各種類型的對象存儲服務(wù)器采用不同類型的存儲設(shè)備，提供 具有不同特點(diǎn)的數(shù)據(jù)訪問服務(wù)，滿足不同類型應(yīng)用程序的存儲訪問需求。原有的同構(gòu)對象 存儲系統(tǒng)的對象存儲服務(wù)器一般采用單一的同構(gòu)存儲設(shè)備，如磁盤陣列，或者普通磁盤等。 異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)中的存儲設(shè)備類型更加多樣，可以為不同類型的應(yīng)用提供針對性的存儲 服務(wù)。這種從同構(gòu)到異構(gòu)的變化使得存儲系統(tǒng)更具有服務(wù)靈活性，使得對應(yīng)用的存儲服務(wù) 更具有針對性，從而提高存儲系統(tǒng)的利用效率。異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)中，不同類型的存儲服務(wù) 器上的數(shù)據(jù)都是活躍的，應(yīng)用程序可直接訪問。由于使用的不同的存儲設(shè)備，不同類型存儲 服務(wù)器之間在提供的訪問特性上存在不同。在現(xiàn)有的對象存儲系統(tǒng)中，lustre支持異構(gòu)對 象存儲，支持將不同類型的對象存儲服務(wù)器進(jìn)行功能區(qū)域劃分，滿足不同類型的存儲服務(wù) 器需求。下面給出異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)的構(gòu)成。異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)包括1-2臺元數(shù)據(jù)服務(wù) 器，多臺異構(gòu)對象存儲服務(wù)器。對象存儲服務(wù)器依據(jù)使用存儲設(shè)備的不同，可以分成兩類 1)使用磁盤陣列作為存儲設(shè)備，2)使用磁盤作為存儲設(shè)備。二者在功能特點(diǎn)、功耗特性上 有所不同。磁盤陣列構(gòu)建RAID (RedundantArray of Inexpensive Disk，廉價冗余磁盤陣 列)，通過磁盤冗余的方式實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的有效保護(hù)，具有較高的可靠性和可用性，可用來保 存用戶關(guān)鍵數(shù)據(jù)，如程序代碼，文檔等。磁盤在性能和數(shù)據(jù)的可靠性等方面和磁盤陣列存在 差距，通常用來存放程序運(yùn)行過程中的臨時文件、中間結(jié)果文件以及檢查點(diǎn)文件等。功耗是大規(guī)模并行計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計中的重要問題，存儲系統(tǒng)的功耗占據(jù)了其中相 當(dāng)?shù)谋壤?，針對存儲系統(tǒng)的功耗優(yōu)化具有重要意義。異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)中，不同類型的存儲 服務(wù)器之間的特性差異使得針對存儲系統(tǒng)的功耗優(yōu)化具有相當(dāng)?shù)目臻g。目前，大規(guī)模計算系統(tǒng)的功耗控制主要集中在處理器的功耗優(yōu)化方面，包括處理 器的動態(tài)電壓和頻率調(diào)節(jié)，通過對任務(wù)分配、調(diào)度等研究降低多處理器在計算過程中的功 耗。對存儲系統(tǒng)的功耗控制方法主要體現(xiàn)在存儲設(shè)備級，包括設(shè)置設(shè)備休眠，調(diào)節(jié)設(shè)備轉(zhuǎn) 速，減少磁盤尋道次數(shù)等。此外，還包括針對數(shù)據(jù)備份服務(wù)器的功耗控制，在有備份需求時 降低數(shù)據(jù)備份期間服務(wù)器的功耗。針對異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)特點(diǎn)，對存儲服務(wù)器進(jìn)行專門的功耗控制以降低存儲系統(tǒng) 功耗，節(jié)約系統(tǒng)運(yùn)行所需要的能源具有重要意義。在異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)中，元數(shù)據(jù)服務(wù)器數(shù) 量較少，對整個存儲系統(tǒng)功耗影響不大，一般不需對其進(jìn)行功耗控制。存儲服務(wù)器的處理器 可以調(diào)整運(yùn)行頻率，降低運(yùn)行功耗。磁盤陣列和磁盤也可以支持多種不同的功耗狀態(tài)。處理器的多級頻率設(shè)置和存儲設(shè)備的多功耗模式可作為功耗控制方法的基本手段發(fā)揮作用。異 構(gòu)對象存儲系統(tǒng)功耗控制可以將二者結(jié)合起來，根據(jù)實(shí)時的應(yīng)用特點(diǎn)，提出功耗控制方法， 目前尚未有公開文獻(xiàn)涉及這方面的研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種基于異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)的功耗控制方法，對 異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)架構(gòu)下對象存儲服務(wù)器進(jìn)行功耗控制，達(dá)到降低存儲系統(tǒng)運(yùn)行時的功 耗，減少存儲系統(tǒng)的用電量，節(jié)約運(yùn)行成本的目的。根據(jù)異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)中對象存儲服務(wù)器使用的存儲設(shè)備的不同，將對象存儲服 務(wù)器分為兩類使用磁盤陣列的和使用磁盤的。兩類對象存儲服務(wù)器的特點(diǎn)不同，功耗級 別的設(shè)定是不相同的，使用的策略也不相同。對于使用磁盤陣列的對象存儲服務(wù)器，其保存 的數(shù)據(jù)重要程度較高，用戶需要隨時訪問。為了保證服務(wù)請求的正常響應(yīng)，在功耗級別改變 時，采用較為嚴(yán)格的轉(zhuǎn)換條件，并且保證存儲設(shè)備不關(guān)閉，可以隨時提供訪問服務(wù)，稱之為 保守的功耗狀態(tài)轉(zhuǎn)換策略。使用磁盤的對象存儲服務(wù)器用于存放程序運(yùn)行時的臨時數(shù)據(jù)， 其功耗級別調(diào)整以功耗降低為優(yōu)先目標(biāo)，一旦存在功耗狀態(tài)下調(diào)的可能，即會下調(diào)功耗級 另IJ，且磁盤出現(xiàn)空閑時，直接將其設(shè)置為關(guān)閉狀態(tài)，稱之為激進(jìn)的功耗轉(zhuǎn)換策略。
對象存儲服務(wù)器的功耗調(diào)節(jié)手段包括處理器頻率調(diào)節(jié)和存儲設(shè)備功耗級別調(diào)節(jié)。 通過對兩種調(diào)節(jié)手段的組合進(jìn)行功耗測試，獲得不同組合下存儲服務(wù)器的功耗值，并對功 耗值進(jìn)行排序，形成存儲服務(wù)器的多個不同的功耗級別。定義存儲服務(wù)器的功耗級別為功 耗級別對應(yīng)存儲服務(wù)器的一個處理器頻率和一個存儲設(shè)備功耗狀態(tài)組合，以及存儲服務(wù)器 在該組合下的功耗值。功耗級別的調(diào)整表示處理器頻率和存儲設(shè)備的功耗狀態(tài)發(fā)生變化， 帶來存儲服務(wù)器功耗值發(fā)生變化。功耗級別上調(diào)是指選擇一個處理器頻率以及存儲設(shè)備的 功耗狀態(tài)，使得存儲服務(wù)器的功耗值升高。功耗級別下調(diào)是指選擇一個處理器頻率以及存 儲設(shè)備的功耗狀態(tài)，使得存儲服務(wù)器的功耗值降低。對象存儲服務(wù)器為大量計算節(jié)點(diǎn)提供存儲服務(wù)。每個對象存儲服務(wù)器以隊列的方 式來保存計算節(jié)點(diǎn)的服務(wù)請求，這個隊列稱為服務(wù)請求隊列。服務(wù)請求隊列的長度越長，表 示對象存儲服務(wù)器中等候處理的請求越多。技術(shù)方案為根據(jù)異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)中異構(gòu)對象存儲服務(wù)器中使用存儲設(shè)備的不 同，將對象存儲服務(wù)器劃分為不同的種類。針對每類對象存儲服務(wù)器定義不同的功耗級別， 每隔固定時間獲取每類存儲服務(wù)器的使用情況以及功耗級別的設(shè)定情況，根據(jù)服務(wù)請求的 變化對每類存儲服務(wù)器實(shí)施功耗級別調(diào)整，降低整個存儲系統(tǒng)運(yùn)行過程中的功耗，實(shí)現(xiàn)對 對象存儲服務(wù)器進(jìn)行功耗控制的目的。具體技術(shù)方案為第一步，根據(jù)異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)中對象存儲服務(wù)器使用的存儲設(shè)備的不同，將對 象存儲服務(wù)器分為兩類第一類為使用磁盤陣列的對象存儲服務(wù)器，第二類為使用磁盤的 對象存儲服務(wù)器。第二步根據(jù)每類存儲設(shè)備的特性和處理器所支持的多級頻率，設(shè)定每類對象存 儲服務(wù)器所支持的功耗級別。具體包括2. 1設(shè)定第一類對象存儲服務(wù)器所支持的功耗級別，方法是
2. 1. 1設(shè)處理器支持A1個不同的頻率，磁盤陣列支持B1個不同的功耗狀態(tài)，B1個不同的功耗狀態(tài)中不包括磁盤陣列的關(guān)閉，分別選擇不同的處理器頻率和磁盤陣列的功耗 狀態(tài)，得到A1XBjt組合。2. 1.2使用功率計測量對象存儲服務(wù)器在A1XB1種組合情況下進(jìn)行持續(xù)數(shù)據(jù)寫操 作時的功耗值。2. 1.3在A1XB1種組合中，如果有m(m> 1)個組合具有相同的功耗值，則將這些
組合構(gòu)造一個組合子集。2.1.4使用順序選擇刪除法，將組合子集中的組合數(shù)刪減為1個。順序選擇刪除法 過程如下1)對m個組合，根據(jù)處理器頻率由低到高進(jìn)行排序；2)在m個組合中只保留具有最低處理器頻率的1個組合，刪除其余的組合；2. 1. 5選擇A1XB1個組合中所有具有相同功耗值的組合子集，逐一使用順序選擇 刪除法，直到所有剩余組合中每個組合的功耗值都不相同。2. 1. 6對剩余組合所對應(yīng)的功耗值進(jìn)行排序，并將排序后的組合以及其相對應(yīng)的 功耗值構(gòu)造一個表格，稱為第一類存儲服務(wù)器的功耗級別表，用W1表示。W1表中每一項(xiàng)包括 一個處理器頻率、存儲設(shè)備功耗狀態(tài)組合，以及該組合條件下的功耗值，表示存儲服務(wù)器的 一個功耗級別。Α表中共包括(^項(xiàng)，每項(xiàng)的功耗值不相同，有C1S (A1XB1)15確定一個功耗級 另|J，也就確定了存儲服務(wù)器工作時的功耗值，以及表W1中相對應(yīng)的處理器頻率和存儲設(shè)備 功耗狀態(tài)組合。存儲服務(wù)器的功耗級別用Pi1表示，其中1 (i SC1，且滿足圩 <巧 < … <戌。 其中“<”表示不同功耗級別的功耗值的排序關(guān)系，Pi1中的上標(biāo)1表示該功耗級別為第一 類存儲服務(wù)器設(shè)定。2. 2設(shè)定第二類對象存儲服務(wù)器所支持的功耗級別，方法是2. 2. 1設(shè)處理器支持A2個不同的頻率，磁盤支持B2個不同的功耗狀態(tài)，B2個不同 的功耗狀態(tài)不包括磁盤的關(guān)閉。分別選擇不同的處理器頻率和磁盤的功耗狀態(tài)，得到A2XB2 種組合。2. 2. 2使用功率計測量對象存儲服務(wù)器在A2XB2種組合情況下進(jìn)行持續(xù)數(shù)據(jù)寫操 作時的功耗值。2. 2. 3使用和2. 1. 3-2. 1. 6同樣的方法，將A2XB2個組合刪減為C2個具有不同功 耗值的組合，并構(gòu)成第二類存儲服務(wù)器的功耗級別表，用W2表示。其中，C2S (A2XB2)0第 二類存儲服務(wù)器的功耗級別用P/表示，其中1彡j彡C2,且滿足斤< P^ <… < 吃。其中“<” 表示不同功耗級別的功耗值的排序關(guān)系，Pi2中的上標(biāo)2表示該功耗級別為第二類存儲服務(wù) 器設(shè)定。第三步確定兩種類型對象存儲服務(wù)器的功耗級別調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)。3. 1設(shè)定第一類對象存儲服務(wù)器的功耗級別調(diào)整閾值Xtow和Xup。Xt。w是第一類存 儲服務(wù)器功耗級別下調(diào)閾值，取值為0，只要當(dāng)前存儲服務(wù)器的服務(wù)請求隊列長度為X1ot，則 將功耗級別下調(diào)。Xup是第一類存儲服務(wù)器功耗級別上調(diào)閾值，取值范圍為30 50，只要當(dāng) 前存儲服務(wù)器的服務(wù)請求隊列長度大于Xup，則功耗級別上調(diào)。3. 2設(shè)定第二類存儲服務(wù)器類型的級別調(diào)整閾值Y1ot和Yup。Y1ot是第二類存儲服務(wù) 器功耗級別下調(diào)的閾值，其取值范圍為1 20，只要存儲設(shè)備隊列長度小于Ylw，則降低該存儲服務(wù)器的功耗級別。Yup是第二類存儲服務(wù)器功耗級別上調(diào)閾值，取值范圍為大于50， 如果請求隊列長度大于Yup，則該存儲服務(wù)器的功耗級別需要提高。這兩個值的取值根據(jù)磁 盤的性能變化而不同，磁盤性能越高，兩個取值也越高。第四步啟動異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)。設(shè)定功耗級別轉(zhuǎn)換時間間隔T，其取值范圍為 10 30秒。根據(jù)每個對象存儲服務(wù)器所屬的類型，設(shè)定其功耗狀態(tài)為最高功耗級別巧,或者 ^c2 ο第五步對于第二類存儲服務(wù)器，初始化計數(shù)器Counter值為0，Counter用于統(tǒng)計 當(dāng)前服務(wù)請求隊列為空的次數(shù)。初始化常量Coimterup, Counterup由用戶自行設(shè)定，取值范 圍為5 10。第六步每個對象存儲服務(wù)器每隔時間T獲得當(dāng)前自己的請求隊列長度L。令上 一次的隊列長度為L'，第一次時間間隔時L' =L0第七步每個對象存儲服務(wù)器根據(jù)L的取值執(zhí)行不同的操作，調(diào)整存儲服務(wù)器的 功耗級別7. 1對于第一類存儲服務(wù)器，7. 1. 1如果此時L = X1ot，則表示當(dāng)前存儲服務(wù)器沒有任何請求，查看當(dāng)前的功耗 級別，如果不是最低級別P11,則根據(jù)表W1下調(diào)一級功耗級別；如果當(dāng)前已經(jīng)是最低級別P11, 則功耗級別保持不變。7. 1. 2如果L > Xup，則表示當(dāng)前請求隊列已滿，查看當(dāng)前的功耗級別，如果不是最 高級別#，則根據(jù)表W1上調(diào)一級功耗級別；如果已經(jīng)是最高級別&，則功耗級別保持不變。7. 1. 3如果L的值滿足Xlw < L < Xup,則保持當(dāng)前功耗級別不變。7. 2對于第二類存儲服務(wù)器，7. 2. 1如果連續(xù)兩次查看服務(wù)請求隊列，隊列長度為0，即L = L' =0，則將 Counter加1。如果L = 0且L' Φ 0，則保持功耗級別不變。如果Counter的值達(dá)到上限 Coimterup，則表示服務(wù)隊列長時間為0，將磁盤設(shè)定為關(guān)閉狀態(tài)，停止服務(wù)；如果磁盤已經(jīng) 處于休眠狀態(tài)，則功耗狀態(tài)保持不變。7. 2. 2如果L > 0,則根據(jù)磁盤狀態(tài)設(shè)定功耗級別如果磁盤處于休眠狀態(tài)，則喚醒 磁盤，將存儲服務(wù)器設(shè)定為最低功耗狀態(tài)，Counter設(shè)為0 ；否則，根據(jù)L的值，采取不同的功 耗設(shè)定操作，包括>如果滿足0 < L < Ylow,則表示請求隊列的長度在最低值以下。查看當(dāng)前服務(wù)器 的功耗級別，如果不是最低級別P12,則根據(jù)表W2將功耗級別下調(diào)一級；如果已經(jīng)是最低級 另IJ，則功耗級別保持不變。>如果滿SL > Yup，表示請求隊列中請求較多。查看當(dāng)前的功耗級別，如果不是最 高級別堆，則根據(jù)表W2將功耗級別上調(diào)一級；如果已經(jīng)是最高級別《，則功耗級別保持不變。>如果滿足Y1ot < L < Yup，則保持當(dāng)前功耗級別不變。7.2.3L' = L。第八步判斷是否收到功耗控制結(jié)束命令。如果是，則執(zhí)行第九步，否則轉(zhuǎn)第六步。第九步根據(jù)類型不同，將存儲服務(wù)器的功耗級別設(shè)定為最高值巧,或者ig，便于退出本方法后系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行，退出功耗控制。采用本方法，可以達(dá)到如下技術(shù)效果1)可以動態(tài)調(diào)整存儲服務(wù)器的功耗級別，達(dá)到既控制對象存儲服務(wù)器功耗，又避 免對其產(chǎn)生過多性能影響的目的。2)對不同類型對象存儲服務(wù)器采用不同的功耗設(shè)定策略，充分利用不同類型對象 存儲服務(wù)器的服務(wù)特點(diǎn)，對第一類對象存儲服務(wù)器采用保守策略，第二類存儲服務(wù)器采用 激進(jìn)策略，通過磁盤關(guān)閉，可以進(jìn)一步降低存儲系統(tǒng)功耗。


圖1是異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明總體流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1是異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。其中，OST1到OSTm是第一類對象存儲服務(wù)器， 0STm+1到OSTn是第二類對象存儲服務(wù)器，MDS是元數(shù)據(jù)服務(wù)器。元數(shù)據(jù)服務(wù)器、兩類對象存 儲服務(wù)器通過互連通信網(wǎng)絡(luò)向計算節(jié)點(diǎn)提供存儲服務(wù)。圖2是本發(fā)明總體流程圖步驟1)將對象存儲服務(wù)器劃分為兩類。步驟2)設(shè)定不同類型存儲服務(wù)器所支持的多個功耗級別。步驟3)確定不同類型存儲服務(wù)器的功耗級別調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)，包括功耗級別上調(diào)和下 調(diào)標(biāo)準(zhǔn)。步驟4)啟動對象存儲系統(tǒng)。步驟5)對第二類存儲服務(wù)器，初始化Counter和C0unterup。步驟6)每隔時間間隔T獲取請求隊列長度L。步驟7)根據(jù)L值，對不同類型的存儲服務(wù)器采取不同操作。步驟8)判斷是否收到退出命令，如果是，執(zhí)行步驟9)，如果不是，執(zhí)行步驟6)。步驟9)恢復(fù)功耗級別到最高值，退出。
權(quán)利要求
一種基于異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)的功耗控制方法，其特征在于包括以下步驟第一步，根據(jù)異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)中對象存儲服務(wù)器使用的存儲設(shè)備的不同，將對象存儲服務(wù)器分為兩類第一類為使用磁盤陣列的對象存儲服務(wù)器，第二類為使用磁盤的對象存儲服務(wù)器；第二步根據(jù)每類存儲設(shè)備的特性和處理器所支持的多級頻率，設(shè)定每類對象存儲服務(wù)器所支持的功耗級別，具體包括2.1設(shè)定第一類對象存儲服務(wù)器所支持的功耗級別，方法是2.1.1設(shè)處理器支持A1個不同的頻率，磁盤陣列支持B1個不同的功耗狀態(tài)，B1個不同的功耗狀態(tài)中不包括磁盤陣列的關(guān)閉，分別選擇不同的處理器頻率和磁盤陣列的功耗狀態(tài)，得到A1×B1種組合；2.1.2使用功率計測量對象存儲服務(wù)器在A1×B1種組合情況下進(jìn)行持續(xù)數(shù)據(jù)寫操作時的功耗值；2.1.3在A1×B1種組合中，如果有m個組合具有相同的功耗值，則將這些組合構(gòu)造一個組合子集，m＞1；2.1.4使用順序選擇刪除法，將組合子集中的組合數(shù)刪減為1個；2.1.5選擇A1×B1個組合中所有具有相同功耗值的組合子集，逐一使用順序選擇刪除法，直到所有剩余組合中每個組合的功耗值都不相同；2.1.6對剩余組合所對應(yīng)的功耗值進(jìn)行排序，并將排序后的組合以及其相對應(yīng)的功耗值構(gòu)造一個表格W1，稱為第一類存儲服務(wù)器的功耗級別表；W1表中每一項(xiàng)包括一個處理器頻率、存儲設(shè)備功耗狀態(tài)組合，以及該組合條件下的功耗值，表示存儲服務(wù)器的一個功耗級別；W1表中共包括C1項(xiàng)，每項(xiàng)的功耗值不相同，C1≤(A1×B1)；存儲服務(wù)器的功耗級別用Pi1表示，其中1≤i≤C1，且滿足其中“＜”表示不同功耗級別的功耗值的排序關(guān)系，Pi1中的上標(biāo)1表示該功耗級別為第一類存儲服務(wù)器設(shè)定；2.2設(shè)定第一類對象存儲服務(wù)器所支持的功耗級別，方法是2.2.1設(shè)處理器支持A2個不同的頻率，磁盤支持B2個不同的功耗狀態(tài)，B2個不同的功耗狀態(tài)不包括磁盤的關(guān)閉，分別選擇不同的處理器頻率和磁盤的功耗狀態(tài)，得到A2×B2種組合；2.2.2使用功率計測量對象存儲服務(wù)器在A2×B2種組合情況下進(jìn)行持續(xù)數(shù)據(jù)寫操作時的功耗值；2.2.3使用和2.1.3-2.1.6同樣的方法，將A2×B2個組合刪減為C2個具有不同功耗值的組合，并構(gòu)成第二類存儲服務(wù)器的功耗級別表W2，其中，C2≤(A2×B2)；第二類存儲服務(wù)器的功耗級別用Pj2表示，其中1≤j≤C2，且滿足Pj2中的上標(biāo)2表不該功耗級別為第二類存儲服務(wù)器設(shè)定；第三步確定兩種類型對象存儲服務(wù)器的功耗級別調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)4.1設(shè)定第一類對象存儲服務(wù)器的功耗級別調(diào)整閾值Xlow和Xup，Xlow是第一類存儲服務(wù)器功耗級別下調(diào)閾值，Xup是第一類存儲服務(wù)器功耗級別上調(diào)閾值；4.2設(shè)定第二類存儲服務(wù)器類型的級別調(diào)整閾值Ylow和Yup，Ylow是第二類存儲服務(wù)器功耗級別下調(diào)閾值，Yup是第二類存儲服務(wù)器功耗級別上調(diào)閾值；第四步啟動異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)，設(shè)定功耗級別轉(zhuǎn)換時間間隔T，并根據(jù)每個對象存儲服務(wù)器所屬的類型，設(shè)定其功耗狀態(tài)為最高功耗級別或者第五步，對于第二類存儲服務(wù)器，初始化計數(shù)器Counter值為0，Counter用于統(tǒng)計當(dāng)前服務(wù)請求隊列為空的次數(shù)，初始化常量Counterup，Counterup取值范圍為5～10；第六步每個對象存儲服務(wù)器每隔時間T獲得當(dāng)前自己的請求隊列長度L；令上一次的隊列長度為L′，第一次時間間隔統(tǒng)計時L′＝L；第七步每個對象存儲服務(wù)器根據(jù)L的取值執(zhí)行不同的操作，調(diào)整存儲服務(wù)器的功耗級別7.1對于第一類存儲服務(wù)器，7.1.1如果此時L＝Xlow，則查看當(dāng)前的功耗級別，如果不是最低級別P11，則根據(jù)表W1下調(diào)一級功耗級別；如果當(dāng)前已經(jīng)是最低級別P11，則功耗級別保持不變；7.1.2如果L＞Xup，則查看當(dāng)前的功耗級別，如果不是最高級別則根據(jù)表W1上調(diào)一級功耗級別；如果已經(jīng)是最高級別則功耗級別保持不變；7.1.3如果L的值滿足Xlow＜L＜Xup，則保持當(dāng)前功耗級別不變；7.2對于第二類存儲服務(wù)器，7.2.1如果連續(xù)兩次查看服務(wù)請求隊列，隊列長度為0，即L＝L′＝0，則將Counter加1；如果L＝0且L′≠0，則保持功耗級別不變；如果Counter的值達(dá)到上限Counterup，則將磁盤設(shè)定為關(guān)閉狀態(tài)，停止服務(wù)；如果磁盤已經(jīng)處于休眠狀態(tài)，則功耗狀態(tài)保持不變；7.2.2如果L＞0，則根據(jù)磁盤狀態(tài)設(shè)定功耗級別如果磁盤處于休眠狀態(tài)，則喚醒磁盤，將存儲服務(wù)器設(shè)定為最低功耗狀態(tài)，Counter設(shè)為0；否則，根據(jù)L的值，采取不同的功耗設(shè)定操作，包括如果滿足0＜L＜Ylow，則查看當(dāng)前服務(wù)器的功耗級別，如果不是最低級別P12，則根據(jù)表W2將功耗級別下調(diào)一級；如果已經(jīng)是最低級別，則功耗級別保持不變；如果滿足L＞Yup，查看當(dāng)前的功耗級別，如果不是最高級別則根據(jù)表W2將功耗級別上調(diào)一級；如果已經(jīng)是最高級別則功耗級別保持不變；如果滿足Ylow＜L＜Yup，則保持當(dāng)前功耗級別不變；7.2.3L′＝L；第八步判斷是否收到功耗控制結(jié)束命令，如果是，則執(zhí)行第九步，否則轉(zhuǎn)第六步；第九步根據(jù)類型不同，將存儲服務(wù)器的功耗級別設(shè)定為最高值或者退出功耗控制。FSA00000068446500011.tif,FSA00000068446500021.tif,FSA00000068446500022.tif,FSA00000068446500023.tif,FSA00000068446500031.tif,FSA00000068446500032.tif,FSA00000068446500033.tif,FSA00000068446500034.tif,FSA00000068446500035.tif,FSA00000068446500036.tif,FSA00000068446500037.tif,FSA00000068446500038.tif,FSA00000068446500039.tif
2.1設(shè)定第一類對象存儲服務(wù)器所支持的功耗級別，方法是`2. 1. 1設(shè)處理器支持A1個不同的頻率，磁盤陣列支持B1個不同的功耗狀態(tài)，B1A不同的 功耗狀態(tài)中不包括磁盤陣列的關(guān)閉，分別選擇不同的處理器頻率和磁盤陣列的功耗狀態(tài)， 得到A1XBjt組合；`2. 1.2使用功率計測量對象存儲服務(wù)器在A1XBJt組合情況下進(jìn)行持續(xù)數(shù)據(jù)寫操作時 的功耗值；`2. 1. 3在A1X B1種組合中，如果有m個組合具有相同的功耗值，則將這些組合構(gòu)造一個 組合子集，m> 1 ；`2. 1. 4使用順序選擇刪除法，將組合子集中的組合數(shù)刪減為1個； 2. 1. 5選擇A1XB1個組合中所有具有相同功耗值的組合子集，逐一使用順序選擇刪除 法，直到所有剩余組合中每個組合的功耗值都不相同；`2. 1. 6對剩余組合所對應(yīng)的功耗值進(jìn)行排序，并將排序后的組合以及其相對應(yīng)的功耗 值構(gòu)造一個表格W1，稱為第一類存儲服務(wù)器的功耗級別表％表中每一項(xiàng)包括一個處理器 頻率、存儲設(shè)備功耗狀態(tài)組合，以及該組合條件下的功耗值，表示存儲服務(wù)器的一個功耗級 另Ij I1表中共包括C1項(xiàng)，每項(xiàng)的功耗值不相同，C1S (A1XB1)；存儲服務(wù)器的功耗級別用Pi1表示，其中1 ( i -C1，且滿足圩 <巧<-<戲，其中“<”表示不同功耗級別的功耗值的排序關(guān)系，Pi1中的上標(biāo)1表示該功耗級別為第一類存儲服務(wù)器設(shè)定； 2. 2設(shè)定第一類對象存儲服務(wù)器所支持的功耗級別，方法是`2. 2. 1設(shè)處理器支持A2個不同的頻率，磁盤支持B2個不同的功耗狀態(tài)，B2個不同的功 耗狀態(tài)不包括磁盤的關(guān)閉，分別選擇不同的處理器頻率和磁盤的功耗狀態(tài)，得到A2XB2種 組合；`2. 2. 2使用功率計測量對象存儲服務(wù)器在A2XB2種組合情況下進(jìn)行持續(xù)數(shù)據(jù)寫操作時 的功耗值；`2. 2. 3使用和2. 1. 3-2. 1. 6同樣的方法，將A2XB2個組合刪減為C2個具有不同功耗值 的組合，并構(gòu)成第二類存儲服務(wù)器的功耗級別表W2,其中，C2S (A2XB2)；第二類存儲服務(wù)器 的功耗級別用P/表示，其中1彡j彡C2,且滿足斤< Pi <… < 義，P/中的上標(biāo)2表不該功耗級別為第二類存儲服務(wù)器設(shè)定；第三步確定兩種類型對象存儲服務(wù)器的功耗級別調(diào)整標(biāo)準(zhǔn) 4. 1設(shè)定第一類對象存儲服務(wù)器的功耗級別調(diào)整閾值X1ot和Xup，XlOT是第一類存儲服務(wù) 器功耗級別下調(diào)閾值，Xup是第一類存儲服務(wù)器功耗級別上調(diào)閾值；`4. 2設(shè)定第二類存儲服務(wù)器類型的級別調(diào)整閾值Y1ot和Yup，Ylow是第二類存儲服務(wù)器功 耗級別下調(diào)閾值，Yup是第二類存儲服務(wù)器功耗級別上調(diào)閾值；第四步啟動異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)，設(shè)定功耗級別轉(zhuǎn)換時間間隔T，并根據(jù)每個對象存儲 服務(wù)器所屬的類型，設(shè)定其功耗狀態(tài)為最高功耗級別巧,或者；第五步，對于第二類存儲服務(wù)器，初始化計數(shù)器Counter值為0，Counter用于統(tǒng)計當(dāng)前 服務(wù)請求隊列為空的次數(shù)，初始化常量Coimterup, Counterup取值范圍為5 10 ；第六步每個對象存儲服務(wù)器每隔時間T獲得當(dāng)前自己的請求隊列長度L ；令上一次的 隊列長度為L'，第一次時間間隔統(tǒng)計時L' =L；第七步每個對象存儲服務(wù)器根據(jù)L的取值執(zhí)行不同的操作，調(diào)整存儲服務(wù)器的功耗 級別`7. 1對于第一類存儲服務(wù)器，`7. 1. 1如果此時L = Xlw，則查看當(dāng)前的功耗級別，如果不是最低級別P11,則根據(jù)表W1 下調(diào)一級功耗級別；如果當(dāng)前已經(jīng)是最低級別P11,則功耗級別保持不變；`7. 1.2如果L > Xup，則查看當(dāng)前的功耗級別，如果不是最高級別戌，則根據(jù)表W1上調(diào)一級功耗級別；如果已經(jīng)是最高級別巧,，則功耗級別保持不變；`7. 1. 3如果L的值滿足Xlw < L < Xup,則保持當(dāng)前功耗級別不變； 7. 2對于第二類存儲服務(wù)器，`7. 2. 1如果連續(xù)兩次查看服務(wù)請求隊列，隊列長度為0，即L = L' =0，則將Counter 加1 ；如果L = O且L'興0，則保持功耗級別不變；如果Counter的值達(dá)到上限Counterup, 則將磁盤設(shè)定為關(guān)閉狀態(tài)，停止服務(wù)；如果磁盤已經(jīng)處于休眠狀態(tài)，則功耗狀態(tài)保持不變；`7. 2. 2如果L > 0，則根據(jù)磁盤狀態(tài)設(shè)定功耗級別如果磁盤處于休眠狀態(tài)，則喚醒磁 盤，將存儲服務(wù)器設(shè)定為最低功耗狀態(tài)，Counter設(shè)為O ；否則，根據(jù)L的值，采取不同的功耗 設(shè)定操作，包括>如果滿足O < L < Ylow,則查看當(dāng)前服務(wù)器的功耗級別，如果不是最低級別P12,則根據(jù) 表W2將功耗級別下調(diào)一級；如果已經(jīng)是最低級別，則功耗級別保持不變；>如果滿ML > Yup，查看當(dāng)前的功耗級別，如果不是最高級別《，則根據(jù)表^將功耗級 別上調(diào)一級；如果已經(jīng)是最高級別#，則功耗級別保持不變； >如果滿足Y1ot < L < Yup，則保持當(dāng)前功耗級別不變； 7. 2. 3L' =L;第八步判斷是否收到功耗控制結(jié)束命令，如果是，則執(zhí)行第九步，否則轉(zhuǎn)第六步； 第九步根據(jù)類型不同，將存儲服務(wù)器的功耗級別設(shè)定為最高值巧,或者吃2，退出功耗 控制。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)的功耗控制方法，其特征在于所述 順序選擇刪除法過程如下Al)對m個組合，根據(jù)處理器頻率由低到高進(jìn)行排序；A2)在m個組合中只保留具有最低處理器頻率的1個組合，刪除其余的組合。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)的功耗控制方法，其特征在于所述 Xiow取值為0，Xup取值范圍為30 50。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)的功耗控制方法，其特征在于所述 Y1ot取值范圍為1 20，Yup取值范圍為大于50，這兩個值的取值根據(jù)磁盤的性能變化而不同，磁盤性能越高，兩個取值也越高。
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)的功耗控制方法，其特征在于所述 功耗級別轉(zhuǎn)換時間間隔τ取值范圍為10 30秒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)的功耗控制方法，要解決的技術(shù)問題是對異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)架構(gòu)下對象存儲服務(wù)器進(jìn)行功耗控制，以降低存儲系統(tǒng)運(yùn)行時的功耗。技術(shù)方案是根據(jù)異構(gòu)對象存儲系統(tǒng)中異構(gòu)對象存儲服務(wù)器中使用存儲設(shè)備的不同，將對象存儲服務(wù)器劃分為兩類。針對每類對象存儲服務(wù)器定義不同的功耗級別，每隔固定時間獲取每類存儲服務(wù)器的使用情況以及功耗級別的設(shè)定情況，根據(jù)服務(wù)請求的變化對每類存儲服務(wù)器實(shí)施功耗級別調(diào)整。采用本發(fā)明可以動態(tài)調(diào)整存儲服務(wù)器的功耗級別，達(dá)到既控制對象存儲服務(wù)器功耗，又避免對其產(chǎn)生過多性能影響的目的。
文檔編號G06F1/32GK101819459SQ20101013601
公開日2010年9月1日 申請日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者盧宇彤, 周恩強(qiáng), 曹宏嘉, 董勇, 蔣艷凰, 謝旻, 陳娟, 陳海濤 申請人:中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)