將電源和電力負載分組成共享相似的屬性的組的制作方法
【專利摘要】管理包括大量電源和電力負載的系統的方法，其被配置為在計算裝置中執行，所述計算裝置歸屬于所述系統；且系統包括大量電源和電力負載，其中這種管理方法應用于所述系統。
【專利說明】將電源和電力負載分組成共享相似的屬性的組
【技術領域】
[0001]本發明涉及管理包括大量電源和電力負載的系統的方法，其被配置為在計算裝置中執行，該計算裝置歸屬于該系統和包括大量電源和電力負載的系統，其中這種管理方法應用于該系統。
【背景技術】
[0002]由于系統復雜性隨著負載和電源數量的增加而增加，這種系統的管理(例如追蹤哪些負載由哪些電源供電)變得更加困難。而且，隨著遠程監控系統實施的增加，追蹤負載的物理位置變得更加困難。而且，負載和電壓可能不斷增加、去除、暫時斷開連接、遷移和重新連接。因此，負載的位置以及負載和電源之間的連接的拓撲是實時、動態的環境。
[0003]拓撲信息有用的一個例子是在數據中心應用。隨著能量以及尤其電能的成本增力口，具有關于電力拓撲、特別地服務器的物理位置以及哪個服務器連接至哪個電路支路或功率點的最新的信息變得越來越重要。
[0004]這個信息使得數據中心管理人員通過適當的計劃、合理精簡數據中心設備的能量供應、功率平衡、卸載、過載保護、有效的問題診斷等優化功耗。另外，在一些數據中心應用中，管理人員可能需要保持最新的電力拓撲信息以便監控可靠性和在出現故障時減少故障排除時間。
[0005]電力線路識別(PLI)是一種分析功耗或服務器的計算活動的測量值和電源插座的電力輸出的測量值的方法。這種方法是公知的，例如根據us 2011/0307111A1。該算法產生成對的電源和電源接收器。
[0006]在具有非常大量的服務器和電源的數據中心，應用這種方法成為一個問題，因為它需要大量的時間和大量的計算資源以直接處理大量的服務器和插座，例如每個為1000個。所需的資源和時間是裝置數目的非線性(大約二次)函數。
【發明內容】
[0007]本發明的一個目的是提供一種方法，其允許獲取具有大量裝置的大系統的拓撲以便于應用已知的管理方法，例如負載和電源的匹配。
[0008]通過根據獨立權利要求的方法和相應的系統來實現該目的。在從屬權利要求中，描述了有利的實施例。
[0009]根據本發明，管理包括大量電源和電力負載的系統的方法規定:在第一步驟，大量電源和負載被分成電源和負載的多個組，以及在至少一個第二步驟中，分別針對每組執行系統的管理，其中根據電源和負載的至少一個屬性執行第一步驟中的分組，使得每組的電源和負載共享至少一個相似的屬性。
[0010]大量電源和負載是指包括較大數量，例如至少十個負載和十個電源，優選多于100個電源和負載。術語多個組是指限定了比負載和電源的數量少的數量的組。優選地，電源和負載的數量是組的數量的至少10倍的數量級。一組的每個電源或負載與相同組的任意的第二電源或負載共享至少一個相似的屬性。然而，所有的電源和負載共享相同的屬性(它們是相似的)不是必須的。相似的屬性也可以在兩個或多個電源或負載之間是相同的，但它們不必須是相同的。分組的第一步驟是基于電源和負載的相似的屬性，這意味著它并不旨在將某些負載分配至就功耗而言適合的電源。而是，該目的是建立多組共享至少一個相似的屬性的歸類的負載和電源，其優選與功耗不相關。
[0011]根據本發明的方法的優點是，已知的管理方法可以一組一組地適用于包括大量負載和電源的大系統，從而避免了管理方法所必需的計算工作量的指數倍增加。針對例如匹配電源到負載的方法，由于越來越多的必須被檢查的算術可能性，在具有1000個電源和負載的數據中心的計算工作量是在100個電源和負載的數據中心的計算工作量的100倍。如果較大的數據中心在第一步驟中被分成10組每組100個電源和負載，必要的計算時間將是較小數據中心的10倍至20倍，因此比沒有分組電源和負載快5到10倍。通過對共享至少一個相似的屬性的電源和負載進行分組，匹配質量因許多電源和負載被歸在一個組中而被最大化，，這些電源和負載由于它們相似的屬性原本就應是匹配的。
[0012]根據本發明的方法的另一個優點是，大數據中心的復雜的拓撲通過使用這些組可以更清楚地顯示。例如，在故障診斷或裝置交換操作期間，這可以具有很大便利。
[0013]根據一個優選的實施例，用于進行分組的屬性是包括電源和/或負載的裝置的相對物理鄰近度。所述組由包括一個或多個電源和/或負載的裝置組成，一個組的裝置以彼此相關的物理鄰近度定位，這意味著所述裝置的鄰近度是基于其而分組的優選的屬性。
[0014]因此，本發明提出把這些裝置分成一組，例如，這些裝置特別地應該位于數據中心的相同區域中。每組由不同的裝置組成，如服務器和電源插座。由于位于相同區域，例如在相同的機架或機架行中，裝置可能會具有電力關系。
[0015]許多標準可以被用于估計裝置的相對鄰近度。應用這種標準將允許以一定程度的概率定義物理鄰近度。分組可以手工完成，但這需要大量的人力和時間。優選地，應用組合不同標準的計算方法以自動產生組。在系統的這些裝置的調試期間，并且另外，在稍后的任何時間，例如當安裝或移除附加的裝置時，可以有利地應用分組的步驟。
[0016]根據一個優選的實施例，自動地估計裝置的鄰近度。而且優選的，裝置標準的一個或任意組合被解釋用于估算，每個被解釋的標準尤其針對每個裝置以一定置信水平評估。置信水平優選地相比于該組的其他裝置的相應的標準隨每個標準的相似度水平而升高。
[0017]例如UPS、PDU和服務器等裝置的可以被用作標準的屬性通過使用各種數據項可以被識別，例如裝置名稱、位置名稱、IP地址、例如ID的資產屬性、系統時區或系統語言。而且，每個裝置可以具有特定的電參數，例如電力電壓的標稱值或實際值，或電力頻率的標稱值或實際值。而且，每個裝置能提供特定的環境測量值，例如環境溫度和濕度。每個裝置可以還包括一些無線或視覺識別標簽。為了獲得裝置屬性，這些參數和屬性可以在裝置上被直接讀取，或通過電力管理工具、服務器管理工具、底層設備工具或環境管理工具提供。
[0018]根據另一個優選的實施例，根據一組規則加權評估的標準。有利的是，更可靠的標準的權重值可以高于其他標準的。而且，例如，根據數據中心的已知的規則優選地應用于估計鄰近度。已知的規則例如可以是:資產屬性的命名規則、裝置和位置的命名規則、IP尋址規則。有利地，如果數據中心中用于裝置命名或IP尋址的規則是已知的，那些遵循已知規則的標準比其他標準更可靠，因此可以有利地賦予更高權重。而且優選的，分析數據集以確定鄰近度，這些集合尤其是:預定位置關聯的列表，在同一地理區域中獲取的ID標簽的列表，之前識別的配對負載和電源的列表。
[0019]根據進一步優選的實施例，在第二步驟中，一組的電源自動地匹配到一組的負載，其中根據負載的功耗或活動和電源的容量或活動執行匹配。因此逐個組地執行電源至負載的匹配。
[0020]在組被定義之后，發現裝置之間的電連接的PLI算法或匹配方法被有利地效率增加地應用于每個組，原因例如，它運行得更快，產生更少的錯誤，并且使用更少的資源。自動匹配電源到負載的方法指的是US2011/0307111A1中公開的任何一個方法，其通過引用結合到本文中。
[0021]根據進一步優選的實施例，活動和屬性監視器接收兩種類型的信息:表示在一段時間內負載活動的負載活動數據和/或表示在該段時間內電源活動的電源活動數據的第一組；以及裝置屬性的第二組，其中電源活動數據和/或負載活動數據和/或裝置的屬性被存儲在可操作地連接至活動監視器的數據存儲器中，且其中可操作地連接至活動和屬性監視器和/或數據存儲器的計算機引擎執行分組操作和/或匹配操作。
[0022]根據進一步優選的實施例，在第二步驟中，產生系統的圖示，其中多個組被用作電源和負載的組織結構。
[0023]由于大量的裝置，清楚地圖形化表示數據中心的拓撲是非常復雜的。使用多組裝置有利地允許逐個組地表示這種拓撲。打開一組圖像將允許更清楚地顯示細節。
[0024]本發明的另一個目的是一種包括大量電源和電力負載的系統，其中根據本發明的管理方法應用于該系統，管理方法適合于根據電源和負載的至少一個屬性將大量電源和負載分成電源和負載的多個組，每組的電源和負載共享至少一個相似的屬性。
[0025]根據一個優選的實施例，規定了要匹配的大量電源和負載在第一步驟中被分成多個組，且系統在第二步驟中被配置為逐個組地執行電源和負載的匹配。
[0026]該系統有利地便于負載到電源的自動匹配，系統包括配置為接收兩種類型信息的活動和屬性監視器:表示在一段時間內負載的活動的負載活動數據和/或表示在該段時間內電源活動的電源活動數據的第一組；以及裝置屬性的第二組，其中電源活動數據和/或負載活動數據和/或裝置的屬性被存儲在可操作地連接至活動和屬性監視器的數據存儲器中，且其中可操作地連接至活動和屬性監視器和/或數據存儲器的計算機引擎執行分組操作和/或匹配操作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]根據附圖進一步闡述本發明。
[0028]圖1示出了包括負載和電源的系統的圖；
[0029]圖2示出了用于執行根據本發明的方法的計算裝置的功能方框圖；
[0030]圖3A示出了數據中心的方案的示例；
[0031]圖3B示出了圖3A的數據中心的細節；
[0032]圖4示出了用于解釋根據本發明的組的劃分的流程圖。
【具體實施方式】
[0033]圖1示出了包括η個負載Ll-Ln和m個電源Sl-Sm的系統110的圖。負載Ll-Ln由電源Sl-Sm供電，因此每個負載連接至至少一個電源。然而，不清楚哪些負載連接至哪些電源。由于系統，例如系統110的復雜性隨著負載和電源數量的增加而增加，追蹤哪些負載連接至哪些電源以及追蹤負載的物理位置變得更加困難。根據本發明，提供了管理包括大量電源Sl-Sm和電力負載Ll-Ln的系統110的方法，所述大量電源Sl-Sm和負載Ll-Ln根據電源Sl-Sm和負載Ll-Ln的至少一個屬性被分成電源Sl-Sm和負載Ll-Ln的多個組，每組的電源Sl-Sm和負載Ll-Ln共享至少一個相似的屬性。
[0034]系統110還包括在圖2中以功能框圖描繪的計算裝置300。計算裝置300可操作地連接至負載Ll-Ln和連接至電源Sl-Sm。計算裝置300接收來自負載Ll-Ln的負載活動數據和來自電源Sl-Sm的電源活動數據。基于負載活動數據和電源活動數據，并且假設負載中存儲了可忽略不計的能量存儲，計算裝置300可以自動地將負載匹配至電源，并且因此確定系統110的拓撲。計算裝置300包括活動和屬性監視器310，其被配置為接收負載活動數據和電源活動數據以及裝置屬性。
[0035]由屬性監視器310獲取的裝置屬性可以是各種數據項，例如:裝置名稱、位置名稱、IP地址、資產屬性識別、系統時區、系統語言。每個裝置也可以具有特定的電參數，例如電力電壓的標稱值或實際值，電力頻率的標稱值或實際值。每個裝置也可以具有特定的環境測量值，例如溫度和濕度。每個裝置也可以包括一些無線或視覺識別標簽。
[0036]在圖示的實施例中，活動和屬性監視器310可操作地連接至配置為與網絡交互的I/O接口 320，所述網絡包括直接在裝置上的負載和電源，以及軟件的外部監視部分，例如電力管理工具、服務器管理工具、底層設備管理工具或環境管理工具。計算裝置300還包括可操作地連接至活動和屬性監視器310和計算機引擎340的數據存儲器330。數據存儲器330存儲電源活動數據和負載活動數據。計算裝置300還包括計算機引擎340，其可操作地連接至活動和屬性監視器310或數據存儲器330且被配置為基于電源活動數據和負載活動數據自動地分組和匹配電源到負載。匹配引擎340在兩種類型的假設下工作。
[0037]第一種假設是在電源活動數據和負載活動數據之間存在函數關系，電源活動數據和負載活動數據分別對應于在系統中彼此連接的電源和負載。優選地由在現有技術中描述的PLI方法找到該關系。
[0038]第二種假設是基于估算，其通過使用各種標準基于由監視器310和接口 320獲取的屬性，例如:裝置名稱的相似度、位置名稱的相似度、資產ID的相似度、IP地址的相似度、網絡響應延遲的相似度(例如通過使用Ping功能)、網絡路徑的相似度(例如通過使用追蹤源功能)、環境測量的相似度、電氣標稱值或實際值的相似度。一些其他額外的規則可以被用于評估鄰近度，例如資產屬性的命名規則、裝置和位置的命名規則、IP尋址規則。一些已經聚合的數據可以被用于評估鄰近度，例如在相同位置預定的關聯規則，或在相同的地理區域中獲取的ID標簽的列表。
[0039]在圖3A中，示出了數據中心的一個典型的方案。不同的裝置，例如服務器1A、1B、1Z、配電單元2和不間斷電源3位于一起，例如在機架10中，其中一個機架在圖3B中以更大的比例描繪。多個機架連接為一行機架20，且數據中心包括多行20。在巨型系統中，數據中心進一步被分成大量子單兀100、200。
[0040]本發明利用假設:一個機架10里的裝置1A、IB和IZ的負載可能從該機架10里的裝置的電源2和3供電，而不是從不同機架或甚至不同行或子單元中的電源供電。
[0041]因此在第一步驟中，數量巨大的負載和電源被分成組，且在第二步驟中，匹配操作對這些組進行界定，這些組被彼此獨立地處理。優選地通過估計裝置的鄰近度自動地執行分組。以一定置信水平針對每個裝置評估每個裝置標準。根據適用于這個數據中心的相關規則加權各種標準評估。通過使用如貝葉斯(Bayesian)方法的數學方式，該系統組合這種單個的標準估值，以便以鄰近度的區域的形式限定組。
[0042]圖4示出了這種計算的一個實例。在步驟SI中，多個標準被選擇(Cl, C2, C3...Ck)。對每個標準，定義了一組距離DG(C)。
[0043]在步驟S2中，對于每對裝置X和Y，計算與特定的標準相關聯的距離:D(X，Y，C)。
[0044]在步驟S3中，對于所有的對，只有具有不超過預定的組距離DG(C)的相關距離D(X，Y，C)的那些對被認為是在相同的組G(C，η)中。要被定義的組的數目沒有限制。
[0045]在步驟S4中，在步驟S3中用標準c(G(C，n))計算的每組與由不同標準得到的所有其他組進行比較。包括相同的裝置的相鄰組的交集提供最終的組。
[0046]附圖標記
[0047]ΙΑ, 1B..IZ 服務器
[0048]2配電單元F1DU
[0049]3不間斷電源UPS
[0050]10機架
[0051]20行
[0052]100, 200 子單元
[0053]110系統
[0054]300計算裝置
[0055]310活動和屬性監視器
[0056]320輸入/輸出單元
[0057]330數據存儲器
[0058]340計算機引擎
[0059]Ll-Ln負載
[0060]Sl-Sn電源
[0061]P1..P4 步驟 1-4
【權利要求】
1.管理包括大量電源(31-?)和電力負載仙-匕)的系統(110)的方法，其被配置為在計算裝置(300)中執行，所述計算裝置歸屬于所述系統(110),其特征在于，在第一步驟中，所述大量電源(31-%)和負載仏1-1^)被分成電源和負載的多個組，以及在至少一個第二步驟中，分別對每組執行所述系統的所述管理，其中根據所述電源和負載的至少一個屬性執行在所述第一步驟中的分組，使得每組的電源和負載共享至少一個相似的屬性。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，執行所述分組的所述屬性是包括所述電源和/或負載的裝置的相對物理鄰近度。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，自動地估計裝置的所述鄰近度，其中屬于所述裝置的一個標準或標準的組合被解釋用于所述鄰近度估計。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，對于每個裝置以一定的置信水平評估每個被解釋的標準。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述置信水平相比于所述組的其他裝置的相應的標準隨每個標準的相似度水平而升高。
6.根據權利要求4或5所述的方法，其特征在于，根據一組規則加權被評估的標準。
7.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在所述第二步驟中，一組的電源自動地匹配到一組的負載，其中根據所述負載的功耗或活動和所述電源的容量或活動執行所述匹配。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，活動和屬性監視器(310)接收兩種類型的信息:表示在一段時間內所述負載活動的負載活動數據和/或表示在該段時間內所述電源活動的電源活動數據的第一組；以及所述裝置屬性的第二組，其中所述電源活動數據和/或所述負載活動數據和/或所述裝置屬性被存儲在可操作地連接至所述活動和屬性監視器的數據存儲器(330)中，且其中可操作地連接至所述活動和屬性監視器和/或所述數據存儲器的計算機引擎(340)執行所述分組操作和/或所述匹配操作。
9.根據上述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在所述第二步驟中，產生所述系統的圖示，其中所述多個組被用作所述電源和負載的組織結構。
10.一種包括大量電源和電力負載的系統，其特征在于，根據上述權利要求的任一項的管理方法被應用于所述系統，所述管理方法適合于根據所述電源和負載的至少一個屬性將所述大量電源和負載分成電源和負載的多個組，每組的所述電源和負載共享至少一個相似的屬性。
【文檔編號】H05K7/14GK104509227SQ201380035011
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年7月2日 優先權日:2012年7月3日
【發明者】D·拉勒門特, E·起亞 申請人:伊頓工業法國股份有限公司