CN104423528A - 数据中心电源调配方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种数据中心电源调配系统，该系统用于：从数据中心的所有BMC中确定一个主BMC；控制主BMC通过电源管理总线从供电模块中定期读取整个数据中心的总功耗；当所读取的总功耗已达到供电模块的供电上限时，根据预定原则选取数据中心中可以关闭的主板；发送控制命令至所选取的主板，控制所选取的主板暂时关闭。本发明还提供一种数据中心电源调配方法。本发明可以智能管理整个数据中心的供电状况。

Description

数据中心电源调配方法及系统

技术领域

本发明涉及一种控制方法及系统，尤其是涉及一种数据中心电源调配方法及系统。

背景技术

数据中心（Data Center）是由很多服务器和内存主机组成的。所有这些数量庞大的服务器和内存主机，使供电模块一直处于重负荷工作状态。如果供电模块中一个电源装置出现故障，有可能会导致供电不足，使整个数据中心不能正常稳定工作，所带来的损失是无法估量的。业界为了避免这种情况的发生，通常的做法是使用冗余电源装置，当有电源装置出现故障时，冗余电源装置接替故障电源装置的工作，以保证整个数据中心正常稳定工作。但是，这种方式下很难确定配备多少数目的冗余电源装置才是最合理的。如果配备的冗余电源装置数目比较多，虽然可以保证数据中心正常稳定工作，但是事实上很多时候冗余电源装置都没有发生作用，这会造成资源的浪费，增加成本。另外，即使已经配备冗余电源装置，有时仍无法避免整个数据中心无法正常工作的可能事件发生。例如只配备了两个冗余电源装置，但是却有三个电源装置发生故障，则有一个故障电源装置的工作无法接替。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种数据中心电源调配方法，可以智能管理整个数据中心的供电状况。

鉴于以上内容，还有必要提供一种数据中心电源调配系统，可以智能管理整个数据中心的供电状况。

所述数据中心电源调配方法包括：确定步骤：从数据中心的所有基板管理控制器BMC中确定一个主BMC；读取步骤：控制主BMC通过电源管理总线从数据中心的供电模块中定期读取整个数据中心的总功耗；选取步骤：当所读取的总功耗已达到供电模块的供电上限时，根据预定原则选取数据中心中需要关闭的主板；及控制步骤：发送控制命令至所选取的主板，控制所选取的主板暂时关闭。

所述数据中心电源调配系统包括：确定模块，用于从数据中心的所有基板管理控制器BMC中确定一个主BMC；读取模块，用于控制主BMC通过电源管理总线从数据中心的供电模块中定期读取整个数据中心的总功耗；选取模块，用于当所读取的总功耗已达到供电模块的供电上限时，根据预定原则选取数据中心中需要关闭的主板；及控制模块，用于发送控制命令至所选取的主板，控制所选取的主板暂时关闭。

相较于现有技术，所述的数据中心电源调配方法及系统，可以提供一种节能、智能的解决方案，当数据中心的总功耗达到供电模块所能提供的电能上限时，通过选择性地让某些主板暂时关闭来降低功耗，以避免整个数据中心不能正常工作。

附图说明

图1是本发明数据中心电源调配系统较佳实施例的应用环境图。

图2是本发明数据中心电源调配系统较佳实施例的功能模块图。

图3是本发明数据中心电源调配方法较佳实施例的流程图。

图4是本发明中各个BMC计算主板的平均电源功耗和CPU平均负载的流程图。

主要元件符号说明

控制计算机	1
		数据中心	2
数据中心电源调配系统	10
		存储器	11
处理器	12
		主板	20
BMC	21
		电源管理芯片	22
供电模块	30
		确定模块	100
读取模块	200
		判断模块	300
选取模块	400
		控制模块	500

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

参阅图1所示，是本发明数据中心电源调配系统较佳实施例的应用环境图。所述数据中心电源调配系统10运行于控制计算机1中，所述控制计算机1通过网络与数据中心2连接。所述控制计算机1中还包括通过数据总线相连的存储器11和处理器12。所述数据中心2中包括多个服务器或内存主机（图中未示出），该多个服务器或内存主机中包括多个主板20（图中以两个为例）及供电模块30，每个主板20中包括BMC（Baseboard Management Controller，基板管理控制器）21及电源管理芯片（例如INA219AIDR）22。

所述供电模块30由多个电源装置组成，每个电源装置可以为数据中心2中的一个或多个主板20进行供电。所述各个主板20中的BMC 21与供电模块30之间以电源管理总线（PMBus）连接，所述BMC 21可以通过该电源管理总线对供电模块30进行读写访问。所述供电模块30的供电线路经过电源管理芯片22再连接到各个主板20，同时将电源管理芯片22挂载在各个BMC 21的系统管理总线（SMBus）上。所述电源管理芯片22中包括特定的寄存器，则所述BMC 21通过系统管理总线读取该寄存器可以获知通过该电源管理芯片22的电流和电压的大小，从而计算出各个主板20的电源功耗。

所述存储器11用于存储所述数据中心电源调配系统10的程序代码等资料。所述处理器12用于执行所述数据中心电源调配系统10的各功能模块，以完成本发明。可以理解，所述控制计算机1中还应该包括其他必要的硬件系统与软件系统，如主板、操作系统等，由于这些设备都是本领域技术人员的习知常识，本实施例中不再一一描述。

参阅图2所示，是本发明数据中心电源调配系统较佳实施例的功能模块图。

所述数据中心电源调配系统10包括确定模块100、读取模块200、判断模块300、选取模块400及控制模块500。

所述确定模块100用于从数据中心2的所有BMC 21中确定一个主BMC。在本实施例中，按照BMC 21的ID号最小的原则确定主BMC，剩余的BMC 21为从BMC，主BMC负责管理各个从BMC。

所述读取模块200用于控制主BMC通过电源管理总线从供电模块30中定期读取整个数据中心2的总功耗。

所述判断模块300用于判断所读取的总功耗是否已达到供电模块30的供电上限（即供电模块30能提供的最大功耗）。

所述选取模块400用于当所读取的总功耗已达到供电模块30的供电上限时，根据预定原则选取可以关闭的主板20。在本实施例中，所述预定原则包括主板20的平均电源功耗和CPU（图中未示出）平均负载等。

当以主板20的平均电源功耗为原则选取可以关闭的主板20时，所述选取模块400从各个从BMC中读取各个主板20的平均电源功耗，然后选取平均电源功耗最低的主板20。当以CPU平均负载为原则选取可以关闭的主板20时，所述选取模块400从各个从BMC中读取各个主板20的CPU平均负载，然后选取CPU平均负载最低的主板20。

所述平均电源功耗和CPU平均负载均为一定时间段内的平均值，各个BMC 21周期性地获取对应主板20的电源功耗和CPU的负载，并更新主板20的平均电源功耗和CPU平均负载。当某一主板20的平均电源功耗和CPU平均负载较低时，说明该主板20在这一时间段内处于相对空闲的状态。但是，平均电源功耗和CPU平均负载较低并不能说明该主板20当前的电源功耗和CPU负载也较低。因此为了兼顾实时性的考虑，各个BMC 21每隔预定时间（例如30分钟）将对应主板20的平均电源功耗和CPU平均负载清零并重新计算。具体计算过程参阅图4所示。

所述控制模块500用于发送控制命令至所选取的主板20，控制所选取的主板20暂时关闭，并发送提醒信息给管理员。

所述判断模块300还用于当所述读取模块200所读取的总功耗未达到供电模块30的供电上限时，判断是否存在被动关机的主板20。所述被动关机指主板20接收到所述控制模块500发送的控制命令而暂时关闭。当存在被动关机的主板20时，所述判断模块300根据主BMC重新读取的数据中心2当前的总功耗预估所述被动关机的主板20能否重新开启。

在本实施例中，当存在被动关机的主板20时，每次主BMC读取数据中心2的总功耗后，所述判断模块300都会计算让所述被动关机的主板20启动后，供电模块30能否保证数据中心2中所有主板20正常工作。主要是通过判断表达式P_C+m*P_A<P_S是否成立来进行预估，其中P_C表示数据中心2当前的总功耗，P_S表示供电模块30能提供的最大功耗，P_A表示所述被动关机的主板20的最大功耗。为了保证各个主板20均能稳定工作，m的值要比1略大（例如1.1），具体数值需要经过多次试验总结。

所述控制模块500还用于当预估出所述被动关机的主板20可以重新开启时，发送控制命令至所述被动关机的主板20，控制所述被动关机的主板20重新开启。

参阅图3所示，是本发明数据中心电源调配方法较佳实施例的流程图。

步骤S10，所述确定模块100从数据中心2的所有BMC 21中确定一个主BMC。

步骤S12，所述读取模块200控制主BMC通过电源管理总线从供电模块30中定期读取整个数据中心2的总功耗。

步骤S14，所述判断模块300判断所读取的总功耗是否已达到供电模块30的供电上限（即供电模块30能提供的最大功耗）。若所读取的总功耗已达到供电模块30的供电上限，则执行步骤S16。若所读取的总功耗未达到供电模块30的供电上限，则执行步骤S20。

步骤S16，所述选取模块400根据预定原则选取可以关闭的主板20。

步骤S18，所述控制模块500发送控制命令至所选取的主板20，控制所选取的主板20暂时关闭，并发送提醒信息给管理员。

步骤S20，所述判断模块300判断是否存在被动关机的主板20。若存在被动关机的主板20，则执行步骤S22。若不存在被动关机的主板20，则返回步骤S12。

步骤S22，所述判断模块300根据主BMC重新读取的数据中心2当前的总功耗预估所述被动关机的主板20能否重新开启。若预估出所述被动关机的主板20可以重新开启，则执行步骤S24。若预估出所述被动关机的主板20不能重新开启，则返回步骤S12。

步骤S24，所述控制模块500发送控制命令至所述被动关机的主板20，控制所述被动关机的主板20重新开启。

参阅图4所示，是本发明中各个BMC 21计算主板的平均电源功耗和CPU平均负载的流程图。在本实施例中，所述BMC 21主要是指从BMC。

步骤S600，所述BMC 21启动总时间为预定时间T的计时。

步骤S602，所述BMC 21读取对应CPU的当前负载，并计算从计时开始到当前时间这一时间段内的CPU平均负载。

步骤S604，所述BMC 21通过系统管理总线从所述电源管理芯片22中读取电压和电流数据。在本实施例中，所述BMC 21每隔预设间隔时间（例如一分钟）读取一次对应CPU的当前负载和电源管理芯片22中的电压和电流数据。

步骤S606，所述BMC 21根据所读取的电压和电流数据计算对应主板20的电源功耗，并计算从计时开始到当前时间这一时间段内的平均电源功耗。

步骤S608，所述BMC 21判断是否接收到主BMC发送的控制命令。若接收到控制命令，则执行步骤S610。若未接收到控制命令，则执行步骤S612。

步骤S610，所述BMC 21根据接收到的控制命令开启或关闭对应的主板20，然后执行步骤S612。

步骤S612，所述BMC 21判断当前计时是否达到预定时间T。若达到则执行步骤S614，若未达到则返回步骤S602。

步骤S614，所述BMC 21将对应主板20的平均电源功耗和CPU平均负载数据清零。

综上所述，使用本发明数据中心电源调配方法及系统，可以在供电模块30发生供电不足的时候，按预先约定好的策略，根据各个主板20的平均电源功耗或CPU平均负载选择一块主板20让其关机，以保证数据中心2中尽可能多的主板20能正常稳定工作。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种数据中心电源调配方法，其特征在于，该方法包括：

确定步骤：从数据中心的所有基板管理控制器BMC中确定一个主BMC；

读取步骤：控制主BMC通过电源管理总线从数据中心的供电模块中定期读取整个数据中心的总功耗；

选取步骤：当所读取的总功耗已达到供电模块的供电上限时，根据预定原则选取数据中心中需要关闭的主板；及

控制步骤：发送控制命令至所选取的主板，控制所选取的主板暂时关闭。

2.如权利要求1所述的数据中心电源调配方法，其特征在于：

所述预定原则包括主板的平均电源功耗和CPU平均负载；

当以主板的平均电源功耗为原则选取需要关闭的主板时，从各个从BMC中读取各个主板的平均电源功耗，然后选取平均电源功耗最低的主板作为需要关闭的主板；

当以CPU平均负载为原则选取需要关闭的主板时，从各个从BMC中读取各个主板的CPU平均负载，然后选取CPU平均负载最低的主板作为需要关闭的主板。

3.如权利要求2所述的数据中心电源调配方法，其特征在于：

所述数据中心中各个主板中的BMC与供电模块之间以电源管理总线连接，所述BMC通过该电源管理总线对供电模块进行读写访问；

所述供电模块的供电线路经过电源管理芯片再连接到各个主板，并且所述电源管理芯片挂载在各个BMC的系统管理总线上，所述BMC通过系统管理总线从该电源管理芯片中获取通过该电源管理芯片的电流和电压的大小，从而计算出各个主板的电源功耗。

4.如权利要求3所述的数据中心电源调配方法，其特征在于，各个BMC每隔预定时间将对应主板的平均电源功耗和CPU平均负载清零并重新计算。

5.如权利要求1所述的数据中心电源调配方法，其特征在于，该方法还包括步骤：

当所读取的总功耗未达到供电模块的供电上限时，判断是否存在被动关机的主板；

当存在被动关机的主板时，根据主BMC重新读取的数据中心当前的总功耗预估所述被动关机的主板能否重新开启；及

当预估出所述被动关机的主板可以重新开启时，发送控制命令至所述被动关机的主板，控制所述被动关机的主板重新开启。

6.如权利要求5所述的数据中心电源调配方法，其特征在于，通过判断表达式P_C+m*P_A<P_S是否成立来预估所述被动关机的主板能否重新开启，其中P_C表示数据中心当前的总功耗，P_S表示供电模块能提供的最大功耗，P_A表示所述被动关机的主板的最大功耗，m为预设值。

7.一种数据中心电源调配系统，其特征在于，该系统包括：

确定模块，用于从数据中心的所有基板管理控制器BMC中确定一个主BMC；

读取模块，用于控制主BMC通过电源管理总线从数据中心的供电模块中定期读取整个数据中心的总功耗；

选取模块，用于当所读取的总功耗已达到供电模块的供电上限时，根据预定原则选取数据中心中需要关闭的主板；及

控制模块，用于发送控制命令至所选取的主板，控制所选取的主板暂时关闭。

8.如权利要求7所述的数据中心电源调配系统，其特征在于：

所述预定原则包括主板的平均电源功耗和CPU平均负载；

当以主板的平均电源功耗为原则选取需要关闭的主板时，从各个从BMC中读取各个主板的平均电源功耗，然后选取平均电源功耗最低的主板作为需要关闭的主板；

当以CPU平均负载为原则选取需要关闭的主板时，从各个从BMC中读取各个主板的CPU平均负载，然后选取CPU平均负载最低的主板作为需要关闭的主板。

9.如权利要求8所述的数据中心电源调配系统，其特征在于：

所述数据中心中各个主板中的BMC与供电模块之间以电源管理总线连接，所述BMC通过该电源管理总线对供电模块进行读写访问；

所述供电模块的供电线路经过电源管理芯片再连接到各个主板，并且所述电源管理芯片挂载在各个BMC的系统管理总线上，所述BMC通过系统管理总线从该电源管理芯片中获取通过该电源管理芯片的电流和电压的大小，从而计算出各个主板的电源功耗。

10.如权利要求9所述的数据中心电源调配系统，其特征在于，各个BMC每隔预定时间将对应主板的平均电源功耗和CPU平均负载清零并重新计算。

11.如权利要求7所述的数据中心电源调配系统，其特征在于，该系统还包括：

判断模块，用于当所读取的总功耗未达到供电模块的供电上限时，判断是否存在被动关机的主板；

所述判断模块还用于当存在被动关机的主板时，根据主BMC重新读取的数据中心当前的总功耗预估所述被动关机的主板能否重新开启；及

所述控制模块还用于当预估出所述被动关机的主板可以重新开启时，发送控制命令至所述被动关机的主板，控制所述被动关机的主板重新开启。

12.如权利要求11所述的数据中心电源调配系统，其特征在于，通过判断表达式P_C+m*P_A<P_S是否成立来预估所述被动关机的主板能否重新开启，其中P_C表示数据中心当前的总功耗，P_S表示供电模块能提供的最大功耗，P_A表示所述被动关机的主板的最大功耗，m为预设值。