專利名稱：用于虛擬化數(shù)據(jù)中心中的協(xié)調(diào)能量管理的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及虛擬化數(shù)據(jù)中心能量管理。更具體地，本公開涉及用于處于集群級(jí)服務(wù)器開-關(guān)(合井)管理和服務(wù)器級(jí)DVFS (動(dòng)態(tài)電壓和頻率調(diào)節(jié))管理的協(xié)調(diào)虛擬化數(shù)據(jù)中心能量管理的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
估計(jì)美國(guó)的年度數(shù)據(jù)中心能耗到2011年增長(zhǎng)到超過1000億千瓦時(shí)，耗費(fèi)74億美元。另ー個(gè)趨勢(shì)分析估計(jì)，截止到2014年，對(duì)于運(yùn)行數(shù)據(jù)中心的整個(gè)的總成本，基礎(chǔ)設(shè)施和能量成本將占據(jù)大約75%而IT將占據(jù)明顯較少的25%。相對(duì)于所使用的能量的量，在新的緑色I(xiàn)T倡議中增加在數(shù)據(jù)中心中完成的實(shí)際計(jì)算工作量是緊迫的需要。類似電壓和頻率調(diào)節(jié)這樣的服務(wù)器合并和服務(wù)器特征對(duì)每瓦特的總的數(shù)據(jù)中心性能具有顯著的影響。服務(wù)器合并基于以下發(fā)現(xiàn)，即很多企業(yè)服務(wù)器都不是一直最大程度地使用可用的服務(wù)器資源，并且虛擬化技術(shù)有助于將多個(gè)物理服務(wù)器合并到單個(gè)高端系統(tǒng)上，用于實(shí)現(xiàn)更高的資源利用率。類似動(dòng)態(tài)電壓和頻率調(diào)節(jié)(DVFS)這樣的現(xiàn)代服務(wù)器功率控制特征通過根據(jù)運(yùn)行時(shí)間工作負(fù)載修改處理器運(yùn)行頻率(電壓)來(lái)驅(qū)動(dòng)服務(wù)器性能近似能量比例計(jì)算。要解決的問題是通過使用集群級(jí)服務(wù)器開-關(guān)能量管理和用于服務(wù)器級(jí)能量管理的本地DVFS控制來(lái)為管理具有減小的能耗的虛擬化數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)高效的解決方案。關(guān)于服務(wù)器級(jí)功率控制，具有獨(dú)立的或協(xié)同的DVFS技木。關(guān)于集群級(jí)能量管理，具有動(dòng)態(tài)服務(wù)器/負(fù)載合并方法。盡管各級(jí)的解決方案可以被組合以運(yùn)行虛擬化數(shù)據(jù)中心，但這些方案可能相互干渉，并且兩種方案的任意組合并不一定利用了其全部的能力。還沒有提出以協(xié)調(diào)的方法明確地管理這兩個(gè)級(jí)的能量管理解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
此處公開了ー種用于協(xié)調(diào)虛擬化數(shù)據(jù)中心中的能量管理的方法，該虛擬化數(shù)據(jù)中心包括多個(gè)物理服務(wù)器和多個(gè)虛擬機(jī)。所述方法包括在計(jì)算機(jī)處理中分析關(guān)于虛擬化數(shù)據(jù)中心的狀態(tài)信息；從分析的狀態(tài)信息在計(jì)算機(jī)處理中確定用于服務(wù)器合并的服務(wù)器利用率目標(biāo)設(shè)定；以及根據(jù)所確定的服務(wù)器利用率目標(biāo)設(shè)定在計(jì)算機(jī)處理中執(zhí)行服務(wù)器合井。此處還公開了ー種用于協(xié)調(diào)虛擬化數(shù)據(jù)中心中的能量管理的系統(tǒng)，該虛擬化數(shù)據(jù)中心包括多個(gè)物理服務(wù)器和多個(gè)虛擬機(jī)。該系統(tǒng)包括處理器，該處理器執(zhí)行用于分析關(guān)于虛擬化數(shù)據(jù)中心的狀態(tài)信息的指令、從分析的狀態(tài)信息確定用于服務(wù)器合并的服務(wù)器利用率目標(biāo)設(shè)定、并且根據(jù)所確定的服務(wù)器利用率目標(biāo)設(shè)定執(zhí)行服務(wù)器合并。


圖IA是示出虛擬化數(shù)據(jù)中心中的協(xié)調(diào)能量管理系統(tǒng)的實(shí)施例的功能框圖。圖IB是圖IA的系統(tǒng)的處理流程圖。圖2是虛擬機(jī)布置決定過程的流程圖。圖3是虛擬機(jī)大小測(cè)定過程的流程圖。圖4A-4B是虛擬機(jī)布置算法的三個(gè)實(shí)施例的流程圖。圖5是用于實(shí)現(xiàn)此處描述的方法和系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)裝置的框圖。
具體實(shí)施例方式本公開提出了一種協(xié)調(diào)能量管理(COEM)系統(tǒng)。該COEM系統(tǒng)在運(yùn)行虛擬化數(shù)據(jù)中心時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)較低能量成本，并且允許執(zhí)行限定服務(wù)器過載概率的概率性服務(wù)等級(jí)協(xié)議(SLA)0圖IA是示出虛擬化數(shù)據(jù)中心14中的COEM系統(tǒng)10的實(shí)施例的功能框圖。虛擬化數(shù)據(jù)中心14能夠包括兩個(gè)或更多個(gè)物理服務(wù)器15。COEM系統(tǒng)10包括系統(tǒng)狀態(tài)分析部件
11、虛擬機(jī)(VM)布置決定部件12、以及物理服務(wù)器15處的服務(wù)器部件13中的本地功率控制。COEM系統(tǒng)10通過兩個(gè)過程來(lái)協(xié)調(diào)兩級(jí)能量管理。在第一過程中，系統(tǒng)狀態(tài)分析部件11為服務(wù)器合并過程決定服務(wù)器利用率目標(biāo)設(shè)定，該服務(wù)器合并過程由VM布置決定部件12來(lái)執(zhí)行。在那以后，VM布置決定部件12為各個(gè)物理服務(wù)器15處的本地功率控制部件決定能量相關(guān)的管理目標(biāo)，如服務(wù)器開-關(guān)或合并控制或DVFS控制目標(biāo)設(shè)定。在第二過程中，新的VM大小測(cè)定技術(shù)——在本文稱為有效大小測(cè)定——被應(yīng)用在VM布置決定中，該技術(shù)提高了服務(wù)器合并和服務(wù)器DVFS控制兩者的性能。圖IB是圖IA的COEM系統(tǒng)10的過程流程圖。在方框101中，系統(tǒng)狀態(tài)分析部件11分析諸如服務(wù)器工作負(fù)載和性能妨礙(performance violation)之類的虛擬化數(shù)據(jù)中心信息，并且為服務(wù)器合并過程決定服務(wù)器利用率目標(biāo)設(shè)定。在方框102中，VM布置決定部件12執(zhí)行服務(wù)器合并過程。VM布置決定部件12使用VM工作負(fù)載、服務(wù)器清単、以及已有的VM寄主信息，并且通過考慮遷移成本和服務(wù)器利用率目標(biāo)來(lái)生成新的VM布置決定。然后，VM布置決定部件12通知I)用于VM相關(guān)的執(zhí)行——如VM遷移(由圖IA中的VMa-VMe表示)或重新啟動(dòng)——的可用的VM管理工具；以及2)用于能量相關(guān)的管理任務(wù)(如服務(wù)器開-管控制或DVFS控制目標(biāo)設(shè)定)的各個(gè)物理服務(wù)器15處的本地功率控制部件13。在方框103中，服務(wù)器15處的本地功率控制部件13接收關(guān)于本地功率管理的命令并且執(zhí)行這些命令以滿足要求。具體地，服務(wù)器15處的本地功率控制部件13管理服務(wù)器15的很多部件的功耗，這些部件包括但不局限于CPU、存儲(chǔ)部件、磁盤和網(wǎng)卡。每個(gè)本地功率控制部件13動(dòng)態(tài)地調(diào)整本地資源裝置(例如，通過DVFS界面的CPU功率設(shè)定)，使得如 果能夠以較低的裝置功率設(shè)定來(lái)節(jié)省能量的話，那么資源利用率(例如，CPU利用率)能夠保持在固定點(diǎn)(例如，90%)附近。諸如基于反饋環(huán)控制之類的很多方法能夠用于實(shí)現(xiàn)本地功率控制部件13中的ー個(gè)或多個(gè)，并且COEM系統(tǒng)10對(duì)于該實(shí)現(xiàn)沒有明確的規(guī)定。在COEM系統(tǒng)10中，通過由VM布置決定部件12執(zhí)行的VM合并算法以兩種方式來(lái)協(xié)調(diào)本地功率控制部件13 :在運(yùn)行時(shí)間，通過服務(wù)器利用率目標(biāo)設(shè)定來(lái)協(xié)調(diào)它們；以及2)在性能優(yōu)化時(shí)，它們兩者都受益于通過引入有效VM大小測(cè)定而實(shí)現(xiàn)的負(fù)載方差減小，如下面進(jìn)ー步描述的。再次參照?qǐng)D1A，COEM系統(tǒng)10以閉環(huán)的方式管理虛擬化數(shù)據(jù)中心14。具體地，來(lái)自VM布置決定和本地功率控制部件12和13的動(dòng)作影響虛擬化數(shù)據(jù)中心14的運(yùn)行狀態(tài)，即，在不同時(shí)間點(diǎn)處的虛擬化數(shù)據(jù)中心14上觀察到的能耗和服務(wù)器過載的時(shí)間百分比。系統(tǒng)狀態(tài)信息17通過反饋環(huán)16反饋到系統(tǒng)狀態(tài)分析部件11。系統(tǒng)狀態(tài)分析部件11通過采用正確的服務(wù)器利用率設(shè)定來(lái)響應(yīng)系統(tǒng)狀態(tài)信息17。圖2是由圖IA的VM布置決定部件12執(zhí)行的圖IB的VM布置決定方框102的實(shí)施例的流程圖。在方框201中，VM布置決定部件12執(zhí)行對(duì)VM大小的測(cè)定。VM大小測(cè)定過程確定當(dāng)被布置在物理服務(wù)器15上時(shí)將被分配給VM的每個(gè)物理服務(wù)器資源的量，如內(nèi)存和/或CPU周期的量(例如，對(duì)于3 GHz的CPU為I GHz)。如將進(jìn)ー步更詳細(xì)論述的，有效 大小測(cè)定通過統(tǒng)計(jì)多路傳輸原理決定VM的資源需求，該原理考慮影響該VM可被布置在其中的主機(jī)(物理服務(wù)器)的合計(jì)資源需求的多個(gè)因素。其通過內(nèi)在需求和相關(guān)性察覺需求估算VM對(duì)物理服務(wù)器的合計(jì)資源需求的貢獻(xiàn)，該內(nèi)在需求是VM的自身需求(作為分布)和服務(wù)器容量的函數(shù)，該相關(guān)性察覺需求是VM的需求及其與服務(wù)器中的其他VM的資源需求的時(shí)間線(time-line)相關(guān)關(guān)系的函數(shù)。在方框202中，VM布置決定部件12執(zhí)行VM布置算法，該算法確定用于將VM布置在物理服務(wù)器15中的順序和規(guī)則，并且該算法基于VM的有效大小測(cè)定。圖3是圖2的方框201的VM大小測(cè)定過程的實(shí)施例的流程圖。VM大小測(cè)定過程使用有效大小測(cè)定M (其被定義為表示VM i的資源需求的隨機(jī)變量る)和表示服務(wù)器プ的來(lái)自已經(jīng)分配給服務(wù)器J的VM的已有合計(jì)資源需求的另ー個(gè)隨機(jī)變量ろ。VM I (如果VM I寄主在服務(wù)器j上)的有效大小ES具有兩個(gè)有效大小分量?jī)?nèi)在需求Ifff和相關(guān)性察覺需求Hf。在方框301中，內(nèi)在需求ち能夠通過以下式子來(lái)表示
￡">； = :ニ..(I)
并且，Nij通過對(duì)以下式子求解而得到
I .V.,-II
} ^ > C|< p(2}
其中，仏是具有與る相同的分布的獨(dú)立且相等分布(i. i. d)的隨機(jī)變量，并且 .是服務(wù)器j的服務(wù)器利用率目標(biāo)。直觀地，M7是當(dāng)所有的VM都具有與VM 相同的工作負(fù)載模式(pattern)時(shí)能夠打包到服務(wù)器j中而不破環(huán)概率服務(wù)等級(jí)協(xié)議(SLA)的VM的數(shù)量。概率SLA在式子(2)中被定義，式子(2)描述了 對(duì)于虛擬化數(shù)據(jù)中心14中的服務(wù)器由寄主在其上的VM導(dǎo)致的服務(wù)器j的合計(jì)資源需求(例如，CPU利用率)在任何時(shí)間超過服務(wù)器利用率閾值 .(即，服務(wù)器利用率目標(biāo)設(shè)定)的概率將不高于數(shù)值/7，其中/7是在概率SLA中定義的服務(wù)器過載概率。因此，在方框301中利用三個(gè)因素來(lái)計(jì)算VM i的資源需求1)它的資源利用率歷史信息，其被建模為具有它的分布信息包括平均值和方差的隨機(jī)變量る；2)服務(wù)器容量Cj ；以及3)限定服務(wù)器過載概率/7的服務(wù)等級(jí)協(xié)議(SLA)。SLA在式子(2)定義如下對(duì)于虛擬化數(shù)據(jù)中心中的服務(wù)器j，由寄主在服務(wù)器j上的VM導(dǎo)致的服務(wù)器j的資源利用率(例如，CPU利用率)在任何時(shí)間大于閾值Cj的概率將不高于數(shù)值/7。式子(2)被求解，以找出Nij, Nu是當(dāng)所有的VM都具有與VM i相同的工作負(fù)載分布但是在概率上相互獨(dú)立時(shí)能夠被打包到服務(wù)器j中而不破環(huán)概率SLA的VM的數(shù)量?；贜ij并基于服務(wù)器容量Cj來(lái)對(duì)式子(I)求解，并且式子(I)提供用于內(nèi)在需求f的值。在方框302中，相關(guān)性察覺需求能夠通過下式來(lái)表示
權(quán)利要求
1.ー種用于協(xié)調(diào)虛擬化數(shù)據(jù)中心中的能量管理的方法，所述虛擬化數(shù)據(jù)中心包括多個(gè)物理服務(wù)器和多個(gè)虛擬機(jī)，所述方法包括步驟 在計(jì)算機(jī)處理中分析關(guān)于所述虛擬化數(shù)據(jù)中心的狀態(tài)信息； 根據(jù)分析的狀態(tài)信息，在計(jì)算機(jī)處理中確定用于服務(wù)器合并的服務(wù)器利用率目標(biāo)設(shè)定；以及 根據(jù)所確定的服務(wù)器利用率目標(biāo)設(shè)定在計(jì)算機(jī)處理中執(zhí)行所述服務(wù)器合井。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，執(zhí)行服務(wù)器合并的步驟包括以下步驟 確定所述虛擬機(jī)中的每個(gè)的有效大小，所述虛擬機(jī)中的每個(gè)的有效大小用于確定當(dāng)虛擬機(jī)被布置在所述物理服務(wù)器中的一個(gè)上時(shí)所述虛擬機(jī)將被分配的服務(wù)器資源的量；以及 以選擇性方式將所述虛擬機(jī)布置在所述服務(wù)器上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，確定所述虛擬機(jī)的有效大小的步驟包括以下步驟 計(jì)算所述虛擬機(jī)的內(nèi)在資源需求； 計(jì)算相關(guān)性察覺資源需求，所述相關(guān)性察覺資源需求考慮所述虛擬機(jī)與寄主在所選擇的服務(wù)器上的其他虛擬機(jī)之間的工作負(fù)載；以及 將所述內(nèi)在資源需求與所述相關(guān)性察覺資源需求相結(jié)合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，以選擇性方式將所述虛擬機(jī)布置在服務(wù)器上的步驟包括以下步驟 (a)根據(jù)所述虛擬機(jī)的計(jì)算出的內(nèi)在負(fù)載按照降序?qū)λ鎏摂M機(jī)進(jìn)行分類； (b)根據(jù)在步驟(a)中獲得的順序?qū)⑺鎏摂M機(jī)布置在所述物理服務(wù)器中具有足夠的剰余容量的第一服務(wù)器上；以及 (c)重復(fù)步驟(b)，直至所有的虛擬機(jī)都布置在所述物理服務(wù)器上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，如果在步驟(b)的重復(fù)期間，具有足夠的剩余容量的物理服務(wù)器在布置所有的虛擬機(jī)之前變?yōu)楹谋M，則所述方法還包括以下步驟 (d)將負(fù)載平衡應(yīng)用到所述虛擬機(jī)中的剰余的虛擬機(jī)，直至所述虛擬機(jī)中的所有剰余的虛擬機(jī)都布置在所述物理服務(wù)器上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，在步驟(b)和(c)之前，所述方法還包括以下步驟 (e)根據(jù)所述物理服務(wù)器的相應(yīng)的功率效率度量按照降序?qū)λ鑫锢矸?wù)器進(jìn)行分類。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，以選擇性方式將所述虛擬機(jī)布置在服務(wù)器上的步驟包括以下步驟 (a)根據(jù)所述虛擬機(jī)的內(nèi)在負(fù)載按照降序?qū)λ鎏摂M機(jī)進(jìn)行分類； (b)根據(jù)在步驟(a)中獲得的順序?qū)⑺鎏摂M機(jī)布置在所述物理服務(wù)器中對(duì)虛擬機(jī)中的相應(yīng)虛擬機(jī)產(chǎn)生最小相關(guān)性察覺需求并且具有足夠的剩余容量的非閑置物理服務(wù)器上； (C)如果所述服務(wù)器中的非閑置服務(wù)器對(duì)所述虛擬機(jī)中的ー個(gè)或多個(gè)不可用，則將所述ー個(gè)或多個(gè)虛擬機(jī)布置在所述物理服務(wù)器中對(duì)虛擬機(jī)中的相應(yīng)虛擬機(jī)產(chǎn)生最小相關(guān)性察覺需求并且具有足夠的剩余容量的閑置物理服務(wù)器上；(d)重復(fù)步驟(b)和(c)，直至所有的虛擬機(jī)都布置在所述物理服務(wù)器上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，如果在重復(fù)步驟(b)和(c)期間具有足夠的剩余容量的物理服務(wù)器在布置所有的虛擬機(jī)之前變?yōu)楹谋M，則所述方法還包括以下步驟 (e)將負(fù)載平衡應(yīng)用到所述虛擬機(jī)中的剰余的虛擬機(jī)，直至所述虛擬機(jī)中的所有剰余的虛擬機(jī)都布置在所述物理服務(wù)器上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，在步驟(b)、(c)和(d)之前，所述方法還包括以下步驟 (f)根據(jù)所述物理服務(wù)器的相應(yīng)的功率效率度量按照降序?qū)λ鑫锢矸?wù)器進(jìn)行分類。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，以選擇性方式將所述虛擬機(jī)布置在服務(wù)器上的步驟包括以下步驟 根據(jù)服務(wù)器負(fù)載按照降序?qū)λ鑫锢矸?wù)器進(jìn)行分類，其中順序從過載服務(wù)器向負(fù)載不足服務(wù)器減小。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括以下步驟 (a)根據(jù)在分類步驟中實(shí)現(xiàn)的順序選擇所述過載物理服務(wù)器中的ー個(gè)； (b)通過當(dāng)布置在所述過載服務(wù)器上時(shí)計(jì)算出的它們的相關(guān)性察覺需求，按照降序?qū)闹髟谒x擇的過載物理服務(wù)器上的虛擬機(jī)進(jìn)行分類； (c)移除寄主在過載物理服務(wù)器上的虛擬機(jī)并根據(jù)在步驟(b)中獲得的順序?qū)⒁瞥奶摂M機(jī)布置在所述物理服務(wù)器中對(duì)虛擬機(jī)中相應(yīng)的虛擬機(jī)產(chǎn)生最小相關(guān)性察覺需求并且具有足夠的剩余容量的非閑置且負(fù)載不足的物理服務(wù)器上； (d)如果所述服務(wù)器中的非閑置且負(fù)載不足的服務(wù)器對(duì)布置所述虛擬機(jī)中的一個(gè)或多個(gè)不可用，則將被移除的虛擬機(jī)中的所述ー個(gè)或多個(gè)布置在所述物理服務(wù)器中對(duì)虛擬機(jī)中相應(yīng)的虛擬機(jī)產(chǎn)生最小相關(guān)性察覺需求并且具有足夠的剩余容量的閑置物理服務(wù)器上；以及 Ce) 一旦所選擇的過載物理服務(wù)器不再過載，則終止所述虛擬機(jī)從所選擇的過載物理服務(wù)器的移除； (f)選擇所述過載物理服務(wù)器中的另ー個(gè)并且重復(fù)步驟(b)至(e)，直至所有的虛擬機(jī)都布置在所述物理服務(wù)器上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括以下步驟 (g)通過服務(wù)器負(fù)載按照升序?qū)λ鲐?fù)載不足服務(wù)器中剰余的服務(wù)器進(jìn)行分類； (h)對(duì)于在步驟(g)中確定的順序中的每個(gè)負(fù)載不足服務(wù)器，移除寄主在該服務(wù)器上的每個(gè)虛擬機(jī)并將移除的虛擬機(jī)布置在所述物理服務(wù)器中的具有足夠的剩余容量并且產(chǎn)生最小相關(guān)性察覺需求的非閑置且負(fù)載不足的ー個(gè)物理服務(wù)器上； (i)如果所有的虛擬機(jī)都已從該服務(wù)器移除，則將每個(gè)負(fù)載不足物理服務(wù)器標(biāo)為閑置。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，在步驟(a)之前，所述方法還包括以下步驟 根據(jù)所述物理服務(wù)器的過載服務(wù)器的相應(yīng)的功率效率度量按照降序?qū)λ鲞^載服務(wù)器進(jìn)行分類。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，在步驟(g)之前，所述方法還包括以下步驟 根據(jù)所述物理服務(wù)器的負(fù)載不足服務(wù)器的相應(yīng)的功率效率度量按照降序?qū)λ鲐?fù)載不足服務(wù)器進(jìn)行分類。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，還包括根據(jù)布置在該服務(wù)器上的虛擬機(jī)的合計(jì)的有效大小調(diào)整該服務(wù)器的能量狀態(tài)的步驟。
16.ー種用于協(xié)調(diào)虛擬化數(shù)據(jù)中心中的能量管理的系統(tǒng)，所述虛擬化數(shù)據(jù)中心包括多個(gè)物理服務(wù)器和多個(gè)虛擬機(jī)，所述系統(tǒng)包括 處理器執(zhí)行指令，以便分析關(guān)于所述虛擬化數(shù)據(jù)中心的狀態(tài)信息；從所分析的狀態(tài)信息確定用于服務(wù)器合并的服務(wù)器利用率目標(biāo)設(shè)定；以及根據(jù)所確定的服務(wù)器利用率目標(biāo)設(shè)定執(zhí)行所述服務(wù)器合井。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，用于執(zhí)行服務(wù)器合并的指令包括如下指令，這些指令用于 確定所述虛擬機(jī)中的每個(gè)的有效大小，所述虛擬機(jī)中的每個(gè)的有效大小用于確定當(dāng)虛擬機(jī)被布置在所述物理服務(wù)器中的一個(gè)上時(shí)所述虛擬機(jī)將被分配的服務(wù)器資源的量；以及以選擇性方式將所述虛擬機(jī)布置在服務(wù)器上。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，用于確定所述虛擬機(jī)的有效大小的指令包括如下指令，這些指令用于 計(jì)算所述虛擬機(jī)的內(nèi)在資源需求； 計(jì)算相關(guān)性察覺資源需求，所述相關(guān)性察覺資源需求考慮所述虛擬機(jī)與寄主在所選擇的服務(wù)器上的其他虛擬機(jī)之間的工作負(fù)載；以及 將所述內(nèi)在資源需求與所述相關(guān)性察覺資源需求相結(jié)合。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，用于以選擇性方式將所述虛擬機(jī)布置在服務(wù)器上的指令包括如下指令，這些指令用于 Ca)根據(jù)所述虛擬機(jī)的計(jì)算出的內(nèi)在負(fù)載按照降序?qū)λ鎏摂M機(jī)進(jìn)行分類； (b)根據(jù)在(a)中獲得的順序?qū)⑺鎏摂M機(jī)布置在所述物理服務(wù)器中具有足夠的剩余容量的第一服務(wù)器上；以及 (c )重復(fù)(b )，直至所有的虛擬機(jī)都布置在所述物理服務(wù)器上。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，如果在重復(fù)(b)期間具有足夠的剩余容量的物理服務(wù)器在布置所有的虛擬機(jī)之前變成耗盡，則所述系統(tǒng)還包括如下指令，這些指令用于 Cd)向所述虛擬機(jī)中的剰余的虛擬機(jī)應(yīng)用負(fù)載平衡，直至所述虛擬機(jī)中的所有剰余的虛擬機(jī)都布置在所述物理服務(wù)器上。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中，在(b)和(c)之前，所述系統(tǒng)還包括如下指令，這些指令用于 (e)根據(jù)所述物理服務(wù)器的相應(yīng)的功率效率度量按照降序?qū)λ鑫锢矸?wù)器進(jìn)行分類。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，用于以選擇性方式將所述虛擬機(jī)布置在服務(wù)器上的指令包括如下指令，這些指令用于 Ca)根據(jù)所述虛擬機(jī)的內(nèi)在負(fù)載按照降序?qū)λ鎏摂M機(jī)進(jìn)行分類； (b)根據(jù)在(a)中獲得的順序?qū)⑺鎏摂M機(jī)布置在所述物理服務(wù)器中對(duì)虛擬機(jī)中相應(yīng)的虛擬機(jī)產(chǎn)生最小相關(guān)性察覺需求并且具有足夠的剩余容量的非閑置物理服務(wù)器上； (C)如果所述服務(wù)器中的非閑置服務(wù)器對(duì)所述虛擬機(jī)中的ー個(gè)或多個(gè)不可用，則將所述ー個(gè)或多個(gè)虛擬機(jī)布置在所述物理服務(wù)器中對(duì)虛擬機(jī)中相應(yīng)的虛擬機(jī)產(chǎn)生最小相關(guān)性察覺需求并且具有足夠的剩余容量的閑置物理服務(wù)器上； (d )重復(fù)(b )和(C )，直至所有的虛擬機(jī)都布置在所述物理服務(wù)器上。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中，如果在重復(fù)(b)和(c)期間具有足夠的剩余容量的物理服務(wù)器在所有的虛擬機(jī)布置之前變得耗盡，則所述系統(tǒng)還包括如下指令，這些指令用干 Ce)向所述虛擬機(jī)中的剰余的虛擬機(jī)應(yīng)用負(fù)載平衡，直至所述虛擬機(jī)中的所有剰余的虛擬機(jī)都布置在所述物理服務(wù)器上。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其中，在(b)、(c)和(d)之前，所述系統(tǒng)還包括如下指令，這些指令用干 (f)根據(jù)所述物理服務(wù)器的相應(yīng)的功率效率度量按照降序?qū)λ鑫锢矸?wù)器進(jìn)行分類。
25.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中，用于以選擇性方式將所述虛擬機(jī)布置在服務(wù)器上的指令包括如下指令，這些指令用于 根據(jù)服務(wù)器負(fù)載按照降序?qū)λ鑫锢矸?wù)器進(jìn)行分類，其中順序從過載服務(wù)器向負(fù)載不足服務(wù)器減小。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的系統(tǒng)，還包括如下指令，這些指令用于 Ca)根據(jù)在分類步驟中實(shí)現(xiàn)的順序選擇所述過載物理服務(wù)器中的ー個(gè)； (b)通過其相關(guān)性察覺需求按照降序?qū)闹髟谒x擇的過載物理服務(wù)器上的虛擬機(jī)進(jìn)行分類； (c)移除寄主在過載物理服務(wù)器上的虛擬機(jī)并根據(jù)在(b)中獲得的順序?qū)⒁瞥奶摂M機(jī)布置在所述物理服務(wù)器中對(duì)虛擬機(jī)中相應(yīng)的虛擬機(jī)產(chǎn)生最小相關(guān)性察覺需求并且具有足夠的剩余容量的非閑置且負(fù)載不足的物理服務(wù)器上； (d)如果所述服務(wù)器中的非閑置且負(fù)載不足的服務(wù)器對(duì)布置所述虛擬機(jī)中的一個(gè)或多個(gè)不可用，則將被移除的虛擬機(jī)中的所述ー個(gè)或多個(gè)布置在所述物理服務(wù)器中對(duì)虛擬機(jī)中相應(yīng)的虛擬機(jī)產(chǎn)生最小相關(guān)性察覺需求并且具有足夠的剩余容量的閑置物理服務(wù)器上；以及 (e)—旦所選擇的過載物理服務(wù)器不再過載，則終止所述虛擬機(jī)從所選擇的過載物理服務(wù)器的移除； (f)選擇所述過載物理服務(wù)器中的另ー個(gè)并且重復(fù)(b)至(e)，直至所有的虛擬機(jī)都布置在所述物理服務(wù)器上。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，還包括如下指令，這些指令用于 (g)通過服務(wù)器負(fù)載按照升序?qū)λ鲐?fù)載不足服務(wù)器中剰余的服務(wù)器進(jìn)行分類； (h)對(duì)于在(g)中確定的順序中的每個(gè)負(fù)載不足服務(wù)器，移除寄主在該服務(wù)器上的每個(gè)虛擬機(jī)并將移除的虛擬機(jī)布置在所述物理服務(wù)器中的具有足夠的剩余容量并且產(chǎn)生最小相關(guān)性察覺需求的非閑置且負(fù)載不足的ー個(gè)物理服務(wù)器上； (i)如果所有的虛擬機(jī)都已從該服務(wù)器移除，則將每個(gè)負(fù)載不足物理服務(wù)器標(biāo)為閑置。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的系統(tǒng)，其中，在(a)之前，所述系統(tǒng)還包括如下指令，這些指令用干 根據(jù)所述物理服務(wù)器的過載服務(wù)器的相應(yīng)的功率效率度量按照降序?qū)λ鑫锢矸?wù)器的過載服務(wù)器進(jìn)行分類。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其中，在(g)之前，所述系統(tǒng)還包括如下指令，這些指令用于 根據(jù)所述物理服務(wù)器的負(fù)載不足服務(wù)器的相應(yīng)的功率效率度量按照降序?qū)λ鑫锢矸?wù)器的負(fù)載不足服務(wù)器進(jìn)行分類。
30.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，還包括用于根據(jù)布置在該服務(wù)器上的虛擬機(jī)的合計(jì)的有效大小來(lái)調(diào)節(jié)該服務(wù)器的能量狀態(tài)的指令。
全文摘要
一種用于協(xié)調(diào)虛擬化數(shù)據(jù)中心中的能量管理的方法和系統(tǒng)，所述虛擬化數(shù)據(jù)中心包括多個(gè)物理服務(wù)器和多個(gè)虛擬機(jī)(VM)。所述方法和系統(tǒng)包括分析關(guān)于所述虛擬化數(shù)據(jù)中心的狀態(tài)信息；從分析的狀態(tài)信息確定用于服務(wù)器合并的服務(wù)器利用率目標(biāo)設(shè)定；以及根據(jù)所確定的服務(wù)器利用率目標(biāo)設(shè)定執(zhí)行所述服務(wù)器合并。能夠通過確定所述虛擬機(jī)中的每個(gè)的有效大小并且利用獨(dú)立的工作負(fù)載VM布置過程、相關(guān)性察覺VM布置過程、或者遷移成本和相關(guān)性察覺VM布置過程以選擇性方式將VM布置在服務(wù)器上來(lái)執(zhí)行服務(wù)器合并。
文檔編號(hào)G06F15/16GK102696000SQ201180006015
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2011年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月13日
發(fā)明者G.蔣, H.張, K.尤施希拉, Y-Y.蘇 申請(qǐng)人:美國(guó)日本電氣實(shí)驗(yàn)室公司