一種基于太陽(yáng)能感知的可靠性低能耗調(diào)度方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于太陽(yáng)能感知的可靠性低能耗調(diào)度方法，包括如下步驟：通過(guò)歷史數(shù)據(jù)計(jì)算出太陽(yáng)能產(chǎn)生的規(guī)律，然后根據(jù)天氣情況獲得上一時(shí)刻太陽(yáng)能板的狀態(tài)再結(jié)合當(dāng)前時(shí)刻所獲得的太陽(yáng)能輻射，計(jì)算出下一時(shí)刻可以供應(yīng)集群的能量；實(shí)施作業(yè)調(diào)度，將作業(yè)調(diào)度至太陽(yáng)能充足的時(shí)刻運(yùn)行，并獲取每個(gè)時(shí)刻服務(wù)終端的室內(nèi)溫度和負(fù)載情況，計(jì)算內(nèi)核溫度，在調(diào)度過(guò)程中將內(nèi)核溫度控制在有效范圍內(nèi)保證服務(wù)終端的可靠性，基于貪心的思想將作業(yè)調(diào)度至溫度最低的服務(wù)終端，本發(fā)明解決了最大化利用太陽(yáng)能供能的集群的可靠性問題，對(duì)于動(dòng)態(tài)到達(dá)的用戶作業(yè)請(qǐng)求，在滿足終端服務(wù)器可靠性的前提下，將作業(yè)調(diào)度至將溫度最低的終端服務(wù)器上從而保證可靠性。
【專利說(shuō)明】—種基于太陽(yáng)能感知的可靠性低能耗調(diào)度方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于太陽(yáng)能感知的可靠性低能耗調(diào)度方法，特別是涉及一種在滿足服務(wù)器終端可靠性和作業(yè)時(shí)限的前提下，采用合理的調(diào)度方法最大化的提高太陽(yáng)能利用率，從而保證作業(yè)的順利完成并且降低總能耗的基于太陽(yáng)能感知的可靠性低能耗調(diào)度方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，為了滿足用戶日益增長(zhǎng)的服務(wù)請(qǐng)求，越來(lái)越多的服務(wù)供應(yīng)商在后臺(tái)采用大規(guī)模的服務(wù)集群來(lái)處理服務(wù)請(qǐng)求。集群主要由具備計(jì)算能力的、廉價(jià)的服務(wù)終端組成，它可以快速的響應(yīng)處理請(qǐng)求從而保證服務(wù)質(zhì)量，滿足用戶的需求。但是，由于集群的規(guī)模大，承載的作業(yè)多，從而加大了供應(yīng)商的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，如需要支付高昂的電費(fèi)等。其次，過(guò)往的研究已表明:服務(wù)終端的高能耗會(huì)導(dǎo)致溫度升高，從而降低服務(wù)終端的可靠性，使得機(jī)器在處理作業(yè)的過(guò)程中，突然失效損壞，加大維護(hù)成本。因此，這就要求供應(yīng)商在滿足用戶需求的前提下，控制集群內(nèi)的能量消耗，提高終端的可靠性。
[0003]太陽(yáng)能是一種最常見的綠色能源，主要是通過(guò)太陽(yáng)能板將太陽(yáng)能輻射轉(zhuǎn)換為電能來(lái)使用。在利用太陽(yáng)能供應(yīng)集群時(shí)需要注意的幾個(gè)因素有:(1)太陽(yáng)能的間歇性和地域性。白天的時(shí)候太陽(yáng)能較為充足，可以提供的能源多，而到晚上的時(shí)候太陽(yáng)能很弱，可以使用的能源很低。另外，不同的地理位置，其受到的太陽(yáng)輻射也是不同的，產(chǎn)生的能量也有很大的差異；(2)太陽(yáng)能的可預(yù)測(cè)性較差。盡管太陽(yáng)能出現(xiàn)有一定的規(guī)律，但是要做到準(zhǔn)確預(yù)測(cè)還是很難的。有時(shí)候即使外界太陽(yáng)能充足，但是由于太陽(yáng)能板上殘留的雨雪影響，實(shí)際產(chǎn)生的能量和預(yù)測(cè)值差別很大。(3)集群的可靠性問題。集群的可靠性主要是由終端內(nèi)核溫度決定的，圖1為集群溫度示意圖，影響終端內(nèi)核溫度的幾個(gè)因素包括室內(nèi)溫度、終端功耗、電容和阻抗等。室內(nèi)溫度主要是制冷設(shè)備散熱后終端的溫度。由于太陽(yáng)能的間歇性特點(diǎn)，在不同時(shí)刻，由于室內(nèi)溫度的不同，計(jì)算所得到的內(nèi)核溫度也不同。
[0004]由以上可知，要充分利用太陽(yáng)能為集群供應(yīng)電能，保證作業(yè)正常運(yùn)行，就必須降低集群能耗，控制好集群終端內(nèi)核溫度。目前，涉及到低能耗和溫度感知的調(diào)度方法主要有以下幾種:(1)控制工作服務(wù)終端的數(shù)量。假設(shè)服務(wù)終端存在兩種模式:工作模式與睡眠模式，處于工作模式時(shí)終端處理作業(yè)能耗大，而睡眠模式則是無(wú)作業(yè)分配能耗非常小。該方法的主要思想是通過(guò)預(yù)測(cè)作業(yè)量的大小，控制集群內(nèi)工作模式終端數(shù)量降低能耗；(2)服務(wù)終端電壓和頻率調(diào)制方法。由于服務(wù)終端的能耗由其電壓和頻率所決定，所以適當(dāng)?shù)慕档徒K端電壓或頻率就可以達(dá)到降低終端能耗的目的；(3)溫度感知的可靠性低能耗調(diào)度方法，此類方法，主要是基于服務(wù)終端內(nèi)核溫度來(lái)進(jìn)行作業(yè)調(diào)度，在已知作業(yè)特征(如作業(yè)分配后溫度的增量等)的前提下，以延長(zhǎng)作業(yè)工作時(shí)間為代價(jià)，將作業(yè)分配至服務(wù)終端降低溫度。第一類方法存在的問題是:頻繁的模式轉(zhuǎn)換會(huì)加大服務(wù)終端的磨損問題，長(zhǎng)期使用該類方法會(huì)降低終端的可靠性；第二類方法雖然可以降低能耗，但是電壓或頻率的降低會(huì)延長(zhǎng)作業(yè)的工作時(shí)間；第三類方法的則是只可以應(yīng)用于傳統(tǒng)的單一能源供應(yīng)(棕色能源)，在引 入太陽(yáng)能和棕色能源交替供能后，該類方法不再有效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種基于太陽(yáng)能感知的可靠性低能耗調(diào)度方法，其解決了最大化利用太陽(yáng)能供能的集群的可靠性問題，對(duì)于動(dòng)態(tài)到達(dá)的用戶作業(yè)請(qǐng)求，在滿足終端服務(wù)器可靠性的前提下，通過(guò)預(yù)測(cè)方法獲得太陽(yáng)能，將作業(yè)調(diào)度至將溫度最低的終端服務(wù)器上從而保證可靠性
[0006]為達(dá)上述及其它目的，本發(fā)明提出一種基于太陽(yáng)能感知的可靠性低能耗調(diào)度方法，包括如下步驟:
[0007]步驟一，通過(guò)歷史數(shù)據(jù)計(jì)算出太陽(yáng)能產(chǎn)生的規(guī)律，然后根據(jù)天氣情況獲得上一時(shí)刻太陽(yáng)能板的狀態(tài)再結(jié)合當(dāng)前時(shí)刻所獲得的太陽(yáng)能輻射，計(jì)算出下一時(shí)刻可以供應(yīng)集群的倉(cāng);
[0008]步驟二，實(shí)施作業(yè)調(diào)度，將作業(yè)調(diào)度至太陽(yáng)能充足的時(shí)刻運(yùn)行，并獲取每個(gè)時(shí)刻服務(wù)終端的室內(nèi)溫度和負(fù)載情況，計(jì)算內(nèi)核溫度，在調(diào)度過(guò)程中將內(nèi)核溫度控制在有效范圍內(nèi)保證服務(wù)終端的可靠性，基于貪心的思想將作業(yè)調(diào)度至溫度最低的服務(wù)終端。
[0009]進(jìn)一步地,步驟二進(jìn)一步包括如下步驟:
[0010]步驟2.1，假設(shè)在t時(shí)刻，到達(dá)前端的作業(yè)數(shù)量為Nt，
[0011]步驟2.2，初始化處理到達(dá)前端的作業(yè)，獲取作業(yè)信息；
[0012]步驟2.3，獲取t時(shí)刻M臺(tái)服務(wù)終端的信息；
[0013]步驟2.4，依次將作業(yè)調(diào)度至服務(wù)終端，計(jì)算調(diào)度后服務(wù)終端的內(nèi)核溫度；
[0014]步驟2.5，若所有服務(wù)終端的內(nèi)核溫度超出額定溫度，不再分配作業(yè)，跳至步驟
2.3，否則進(jìn)入步驟2.6 ；
[0015]步驟2.6，將作業(yè)調(diào)度調(diào)度到所有未超額定溫度的服務(wù)終端中溫度最低的服務(wù)終端，并標(biāo)記該作業(yè)；
[0016]步驟2.7，依次重復(fù)步驟2.3至步驟2.6，得到所有作業(yè)的終端調(diào)度方案。
[0017]進(jìn)一步地，于步驟2.2中，獲取的作業(yè)信息包括運(yùn)行時(shí)間及功耗。
[0018]進(jìn)一步地，于步驟2.3中，服務(wù)終端的信息包括內(nèi)核溫度及室內(nèi)溫度。
[0019]進(jìn)一步地，步驟2.7后，進(jìn)入下一時(shí)刻，同時(shí)進(jìn)入步驟2.1。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種基于太陽(yáng)能感知的可靠性低能耗調(diào)度方法通過(guò)實(shí)現(xiàn)基于貪心思想的調(diào)度方法解決了最大化利用太陽(yáng)能供能的集群的可靠性問題，對(duì)于動(dòng)態(tài)到達(dá)的用戶作業(yè)請(qǐng)求，在滿足終端服務(wù)器可靠性的前提下，通過(guò)預(yù)測(cè)方法獲得太陽(yáng)能，將作業(yè)調(diào)度至將溫度最低的終端服務(wù)器上從而保證可靠性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為集群溫度示意圖；
[0022]圖2為本發(fā)明一種基于太陽(yáng)能感知的可靠性低能耗調(diào)度方法的步驟流程圖；
[0023]圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例之作業(yè)調(diào)度方法的步驟流程圖。
【具體實(shí)施方式】[0024]以下通過(guò)特定的具體實(shí)例并結(jié)合【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明亦可通過(guò)其它不同的具體實(shí)例加以施行或應(yīng)用，本說(shuō)明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在不背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。
[0025]圖2為本發(fā)明一種基于太陽(yáng)能感知的可靠性低能耗調(diào)度方法的步驟流程圖。如圖2所示，本發(fā)明一種基于太陽(yáng)能感知的可靠性低能耗調(diào)度方法，包括如下步驟:
[0026]步驟201，通過(guò)歷史數(shù)據(jù)計(jì)算出太陽(yáng)能產(chǎn)生的規(guī)律，然后根據(jù)天氣情況獲得上一時(shí)刻太陽(yáng)能板的狀態(tài)(判斷是否有雨雪殘留等)再結(jié)合當(dāng)前時(shí)刻所獲得的太陽(yáng)能輻射，計(jì)算出下一時(shí)刻可以供應(yīng)集群的能量，如果太陽(yáng)能不足，則用棕色能源補(bǔ)充。
[0027]步驟202，作業(yè)調(diào)度方法開始實(shí)施:將作業(yè)調(diào)度至太陽(yáng)能充足的時(shí)刻運(yùn)行，并獲取每個(gè)時(shí)刻終端服務(wù)器的室內(nèi)溫度和負(fù)載情況，計(jì)算內(nèi)核溫度，在調(diào)度過(guò)程中將內(nèi)核溫度控制在有效范圍內(nèi)保證服務(wù)器終端的可靠性，基于貪心的思想，將作業(yè)調(diào)度至溫度最低的服務(wù)終端。在本發(fā)明中，調(diào)度方法主要是基于“貪心”的思想:以最大化利用太陽(yáng)能為目標(biāo)，為保證作業(yè)的順利完成和終端服務(wù)器的可靠性，將作業(yè)調(diào)度至“最冷”的服務(wù)終端。
[0028]圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例之作業(yè)調(diào)度方法的步驟流程圖。具體的，步驟202的作業(yè)調(diào)度方法步驟如下:
[0029](I)假設(shè)在t時(shí)刻，到達(dá)前端的作業(yè)數(shù)量為Nt ；
[0030](2)初始化處理到達(dá)前端的作業(yè)，獲取作業(yè)信息:如運(yùn)行時(shí)間，功耗等；
[0031](3)獲取t時(shí)刻，M臺(tái)服務(wù)終端的信息:如內(nèi)核溫度，室內(nèi)溫度等；
[0032](4)依次將作業(yè)調(diào)度至終端，計(jì)算調(diào)度后終端的內(nèi)核溫度；
[0033](5)若所有終端溫度超出額定溫度，終端需冷卻一段時(shí)間，不再分配作業(yè)，至步驟
(3)
[0034](6)否則，將作業(yè)調(diào)度調(diào)度至該終端；
[0035](7)將作業(yè)調(diào)度至剩余的終端服務(wù)器，保留終端溫度最低的:作業(yè)-終端調(diào)度方案，并標(biāo)記該作業(yè)，表示該作業(yè)調(diào)度已完成；
[0036](8)依次重復(fù)步驟(3)至(8)，得到所有作業(yè)的終端調(diào)度方案；
[0037](9)完畢后進(jìn)入下一時(shí)刻，同時(shí)進(jìn)入步驟(I)。
[0038]綜上所述，本發(fā)明一種基于太陽(yáng)能感知的可靠性低能耗調(diào)度方法通過(guò)實(shí)現(xiàn)基于貪心思想的調(diào)度方法解決了最大化利用太陽(yáng)能供能的集群的可靠性問題，對(duì)于動(dòng)態(tài)到達(dá)的用戶作業(yè)請(qǐng)求，在滿足終端服務(wù)器可靠性的前提下，通過(guò)預(yù)測(cè)方法獲得太陽(yáng)能，將作業(yè)調(diào)度至將溫度最低的終端服務(wù)器上從而保證可靠性。
[0039]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0040](I)本發(fā)明以太陽(yáng)能最大化為目標(biāo)，提出了一種動(dòng)態(tài)貪心的可靠性低能耗調(diào)度方法，其時(shí)間復(fù)雜度是多項(xiàng)式時(shí)間的，說(shuō)明本發(fā)明可以適用于處理在線的、大規(guī)模作業(yè)、基于太陽(yáng)能供應(yīng)的集群應(yīng)用。
[0041](2)本發(fā)明將原有方法擴(kuò)展到了面向太陽(yáng)能的利用，擴(kuò)大了原方法的應(yīng)用范圍。
[0042](3)本發(fā)明是基于太陽(yáng)能感知的可靠性低能耗調(diào)度方法，采用廉價(jià)的太陽(yáng)能降低服務(wù)供應(yīng)商高昂的電費(fèi)支出，同時(shí)為了節(jié)約維護(hù)成本，以溫度來(lái)衡量終端服務(wù)器的可靠性，模型更加復(fù)雜，并且貼切實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景。[0043]上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾與改變。因此，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書所列。
【權(quán)利要求】
1.一種基于太陽(yáng)能感知的可靠性低能耗調(diào)度方法，包括如下步驟: 步驟一，通過(guò)歷史數(shù)據(jù)計(jì)算出太陽(yáng)能產(chǎn)生的規(guī)律，然后根據(jù)天氣情況獲得上一時(shí)刻太陽(yáng)能板的狀態(tài)再結(jié)合當(dāng)前時(shí)刻所獲得的太陽(yáng)能輻射，計(jì)算出下一時(shí)刻可以供應(yīng)集群的能量; 步驟二，實(shí)施作業(yè)調(diào)度，將作業(yè)調(diào)度至太陽(yáng)能充足的時(shí)刻運(yùn)行，并獲取每個(gè)時(shí)刻服務(wù)終端的室內(nèi)溫度和負(fù)載情況，計(jì)算內(nèi)核溫度，在調(diào)度過(guò)程中將內(nèi)核溫度控制在有效范圍內(nèi)保證服務(wù)終端的可靠性，基于貪心的思想將作業(yè)調(diào)度至溫度最低的服務(wù)終端。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于太陽(yáng)能感知的可靠性低能耗調(diào)度方法，其特征在于，步驟二進(jìn)一步包括如下步驟: 步驟2.1，假設(shè)在t時(shí)刻，到達(dá)前端的作業(yè)數(shù)量為Nt ； 步驟2.2，初始化處理到達(dá)前端的作業(yè)，獲取作業(yè)信息； 步驟2.3，獲取t時(shí)刻M臺(tái)服務(wù)終端的信息； 步驟2.4，依次將作業(yè)調(diào)度至服務(wù)終端，計(jì)算調(diào)度后服務(wù)終端的內(nèi)核溫度； 步驟2.5，若所有服務(wù)終端的內(nèi)核溫度超出額定溫度，不再分配作業(yè)，跳至步驟2.3，否則進(jìn)入步驟2.6 ； 步驟2.6，將作業(yè)調(diào)度調(diào)度到所有未超額定溫度的服務(wù)終端中溫度最低的服務(wù)終端，并標(biāo)記該作業(yè)； 步驟2.7，依次重復(fù)步驟2.3至步驟2.6，得到所有作業(yè)的終端調(diào)度方案。
3.如權(quán)利要求2所述的一種基于太陽(yáng)能感知的可靠性低能耗調(diào)度方法，其特征在于:于步驟2.2中，獲取的作業(yè)信息包括運(yùn)行時(shí)間及功耗。
4.如權(quán)利要求2所述的一種基于太陽(yáng)能感知的可靠性低能耗調(diào)度方法，其特征在于:于步驟2.3中，服務(wù)終端的信息包括內(nèi)核溫度及室內(nèi)溫度。
5.如權(quán)利要求2所述的一種基于太陽(yáng)能感知的可靠性低能耗調(diào)度方法，其特征在于:步驟2.7后，進(jìn)入下一時(shí)刻，同時(shí)進(jìn)入步驟2.1。
【文檔編號(hào)】G06F9/50GK103530192SQ201310513659
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年10月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月25日
【發(fā)明者】敬超, 朱燕民, 李明祿 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)