[发明专利]一种虚拟机功耗测量方法有效

专利信息
申请号: 201310199292.1 申请日: 2013-05-24
公开(公告)号: CN103245829A 公开(公告)日: 2013-08-14
发明(设计)人: 江志雄;陆春阳;马崇亚;姜志颖 申请(专利权)人: 中国科学院计算技术研究所;北京中油瑞飞信息技术有限责任公司
主分类号: G01R21/00 分类号: G01R21/00
代理公司: 北京泛华伟业知识产权代理有限公司 11280 代理人: 王勇
地址: 100190 北*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 虚拟机 功耗 测量方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及虚拟机技术领域,具体地说,本发明涉及一种虚拟机功耗测量方法。

背景技术

云计算作为一种新兴的计算模式,近年来已在科学计算、网络服务、海量数据存储等领域广泛应用。虚拟机技术是支撑云计算的重要基石,它给数据中心的管理带来了高效和便捷的优势,降低了物理服务器所需的数目,提高了能源利用效率。

虚拟化环境中,配置、任务分配、调度等管理的粒度由物理主机变成了虚拟机,所以有必要对虚拟机的能耗值进行监测,以作为管理和决策的依据。

现有技术中,主要通过监控若干种资源(例如CPU、Cache、磁盘和内存等)的使用状态,然后建立线性模型,进而动态实时地预测虚拟机的能耗。例如,现有的一种虚拟机实时能耗计量方法包括:采集每个虚拟机的CPU利用率、内存利用率、磁盘吞吐量、物理节点的实测能耗,匹配成训练向量;重复上一步,得到预定数量的、非线性的训练向量,构建得到训练向量集合;对训练向量集合中的训练向量进行线性拟合,采用最小二乘法计算分类三段模型的权重参数;在实际应用环境中,采集实际运行的虚拟机的CPU利用率、内存利用率、磁盘吞吐量,根据实际运行的虚拟机的数量和所有实际运行的虚拟机的CPU利用率之和,确定相应的分类三段模型及其权重参数,计算得到待监听虚拟机以及物理服务器的能耗值。上述方案能够在一定程度上解决估测虚拟机的能耗的问题,并且对部分符合线性模型的虚拟机的测量的准确性较高。然而,虚拟机的类型、运行环境及其负载多种多样,其功耗并非总是呈现出线性特征。图1示出了一个虚拟机的实测功耗与Cache失效率的关系图,该试验中主机配置为2个Xeon(R)E56456-core处理器(具有12个逻辑核),64GB内存,操作系统为CentOS6.2x86_64,虚拟机管理器为KVM,在主机上仅运行1个虚拟机,该虚拟机配置为6个逻辑核,12GB内存,虚拟机上的负载为SPECCPU2006中的429.mcf,运行过程中CPU利用率固定。从图1中可以看出,该虚拟机实测功耗与Cache失效率并非线性关系,此时采用的线性模型难以与实际情况相匹配,可能会导致虚拟机功耗的测量出现较大误差。因此,上述基于线性模型的虚拟机功耗测量方法应用场景受到限制,尤其难以适应虚拟机的负载变化多样的场景。

综上所述,当前迫切需要一种适用范围广且准确的虚拟机功耗测量方法。

发明内容

本发明的任务是提供一种适用范围广且准确的虚拟机功耗测量方法。

为实现上述发明目的,本发明提供了一种虚拟机功耗测量方法,包括下列步骤:

1)实时监测各虚拟机的CPU和内存使用状态;

2)根据每台主机的二维查找表得出各虚拟机的动态功耗;一个所述二维查找表记录一个特定虚拟机在一个特定主机上的在各种CPU和内存使用状态下的虚拟机动态功耗。

其中,所述二维查找表的建立方法包括下列步骤:

21)在某一主机上启动第一个虚拟机时,监测该虚拟机的CPU和内存使用状态以及相应的主机整体功耗,进而建立该主机对于所述第一个虚拟机的二维查找表;

22)当前主机运行的所有虚拟机的二维查找表均已知的前提下,在当前主机上启动一个新的虚拟机,监测该主机中各个虚拟机的CPU和内存使用状态,以及相应的主机整体功耗,进而建立当前主机对于所述新的虚拟机的所述二维查找表。

其中,所述CPU使用状态用CPU利用率表征,所述内存使用状态用Cache失效率表征。

其中,所述Cache失效率为LLC失效率。

其中,所述步骤21)中,主机整体功耗减去主机静态功耗即为该虚拟机的动态功耗。

其中,所述步骤22)中,新的虚拟机动态功耗=主机整体功耗-主机静态功耗-其他虚拟机动态功耗,其中其他虚拟机动态功耗根据所监测的其它虚拟机的CPU和内存使用状态以及相应的二维查找表得出。

其中,所述步骤21)和22)还包括:在建立虚拟机二维查找表的过程中,对虚拟机进行一定时间的采样使其基本覆盖CPU和内存使用状态的变化范围,然后再对二维查找表进行插值,得到完整的二维查找表。

其中,对二维查找表进行插值的方法包括下列步骤:

210)将已采集的数据填入二维查找表LUT中;

211)将二维查找表LUT的第一行LUT[0][]全部填入0;

212)在二维查找表LUT所有拥有已确定值的行LUT[i_cpu][]中,对于每段连续的空白序列:

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