一种基于云计算服务器的节能降耗系统及其补偿方法

摘要

本发明公开了一种基于云计算服务器的节能降耗系统，包括模型构建模块、能耗监测模块、能耗优化计算模块、启停模块、负载均衡模块、数据缓存模块和定时模块，所述模型构建模块与能耗监测模块连接，所述能耗优化计算模块分别与能耗监测模块、负载均衡模块和启停模块连接，所述数据缓存模块分别与启停模块和定时模块连接，根据上述技术方案，所述能耗监测模块包括监测单元、数据处理单元和触发单元，本发明通过设置能耗监测模块对云计算服务器的各个模块耗能情况进行监测，超出正常能耗时，利用能耗优化计算模块进行优化仿真预测，选择合适的方式进行节能降耗，从而使节能降耗的方式更加合理化，节能降耗的针对性更强。

说明书

技术领域

本发明涉及云计算技术领域，具体为一种基于云计算服务器的节能降耗系统及其补偿方法。

背景技术

云计算被认为是继个人PC及互联网以来，第三次的IT浪潮，将会改变人们获取、处理和保存信息的方式，云计算利用高速互联网的传输能力，将数据的处理过程从个人计算机或服务器转移到大型的云计算中心，并将计算能力、存储能力以服务的方式为用户提供，用户能够像使用电力、自来水等公用设施一样使用计算能力，并按使用量进行计费；

但是目前云计算服务器的云数据中心建设成本中电力设备和空调系统投资比重较大，而数据中心运营成本大部分是能源成本，能耗较大导致云计算的成本较高，资源没有得到更加合理的利用。

发明内容

本发明提供一种基于云计算服务器的节能降耗系统及其补偿方法，可以有效解决上述背景技术中提出目前云计算服务器的云数据中心建设成本中电力设备和空调系统投资比重较大，而数据中心运营成本大部分是能源成本，能耗较大导致云计算的成本较高，资源没有得到更加合理的利用的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于云计算服务器的节能降耗系统，包括模型构建模块、能耗监测模块、能耗优化计算模块、启停模块、负载均衡模块、数据缓存模块和定时模块；

所述模型构建模块与能耗监测模块连接，所述能耗优化计算模块分别与能耗监测模块、负载均衡模块和启停模块连接，所述数据缓存模块分别与启停模块和定时模块连接。

根据上述技术方案，所述能耗监测模块包括监测单元、数据处理单元和触发单元；

所述监测单元实时监测云计算服务器各个组件的能耗情况，通过监测单元传送的数据，数据处理模块对其进行计算，云计算服务器的能耗超出正常能耗，触发单元触发能耗优化计算模块进行优化计算。

根据上述技术方案，所述能耗优化计算模块包括优化仿真单元和判别单元；

优化仿真单元对启停模块和负载均衡模块分别进行仿真预测，通过判别单元进行降耗判别，在启停模块和负载均衡模块中选择降耗效果好的进行降耗。

根据上述技术方案，所述启停模块分别控制云计算服务器所有模块的开启和停止，在能耗超出正常能耗时，定时开启数据缓存模块，对输入数据进行缓存，定时结束，再将缓存的数据输出进行计算，并关闭数据缓存模块。

根据上述技术方案，所述定时模块包括手动定时单元、自动定时单元和时钟单元；

所述手动定时单元由用户手动设置输入，定时时间内数据缓存模块进行缓存，云计算服务器计算停止，到达定时时间后，云计算服务器继续开启工作；

所述自动定时单元的输入端与能耗监测模块的输出端连接，能耗超出正常能耗且手动定时单元无输入，定时模块自动开启定时，能耗恢复正常后，定时结束；

所述手动定时单元的优先级高于自动定时单元。

根据上述技术方案，所述数据缓存模块包括缓存数据库、删除单元和传送单元；

所述数据缓存库内的数据按照数据传送的时间由先到后排序并存储，传送单元的输入端与定时模块的输出端连接，定时模块定时结束触发传送单元将缓存数据库内的数据输送出去，并通过删除单元删除缓存数据库中的其他数据。

根据上述技术方案，所述负载均衡模块包括查找单元和分摊操作单元，分摊操作单元包括Web服务器、FTP服务器、企业关键应用服务器和其它关键任务服务器；

所述查找单元对负载低的服务器进行查找，将低负载服务器接入高负载服务器，分摊操作单元的接入数量为1-3个，对高负载服务器的负载进行分摊。

根据上述技术方案，所述补偿步骤如下：

S1、云计算服务器负载过大时，先对服务器硬件进行外部物理方式进行降温，并利用直流高压配电电池进行辅助供电；

S2、再通过系统的启停模块将不常用模块的关闭；

S3、当负载开始降低时，依次开启不常用的模块；

S4、当负载降低至正常范围后切断直流高压配电电池；

S5、对直流高压配电电池进行充电。

根据上述技术方案，所述外部物理方式进行降温为散热风扇散热，所述直流高压配电电池与原供电电池并联连接，直流高压配电电池的蓄电量40ah-48ah。

根据上述技术方案，所述不常用模块关闭的个数为1-3个，负载降低30%时开启第一个不常用模块，负载降低60%时开启第二个不常用模块，负载降低正常范围时开启第三个不常用模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、通过设置能耗监测模块对云计算服务器的各个模块耗能情况进行监测，超出正常能耗时，利用能耗优化计算模块进行优化仿真预测，选择合适的方式进行节能降耗，从而使节能降耗的方式更加合理化，节能降耗的针对性更强。

2、通过设置启停模块、数据缓存模块和定时模块，手动或自动控制定时模块使云计算服务器内部模块的关闭，并在关闭部分模块时将数据暂时缓存在数据缓存模块中，定时结束后，再将缓存的模块输送出来，缓解云计算服务器高耗能运行的情况。

3、通过设置负载均衡模块，在云计算服务器高负载时，查找其他低负载服务器，并接入其他低负载服务器进行分摊，从而在不关停服务器内部模块的情况下，降低服务器的负载，降低能耗，使得服务器之间能够相互配合。

4、在云计算服务器高负载运行时，对其硬件继续利用外部物理方式进行降温，并增加直流高压配电电池进行辅助供电，从而补偿该负载运行时的低压运行情况，从而保持云计算服务器的正常运行，弥补高负载带来的服务器异常，使服务器的使用寿命延长，在服务器恢复正常负载时，切断辅助供电，既能够达到节能降耗的效果，又可以保证服务器正常运行。

综上所述，通过能耗监测、优化仿真预测、定时启停控制、均衡负载和电池补偿的配合协作，避免云计算服务器高负载运行，减少耗能，从而达到节能降耗的效果。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1是本发明系统的结构框图；

图2是本发明的能耗监测模块结构框图；

图3是本发明的能耗优化计算模块结构框图；

图4是本发明的定时模块结构框图；

图5是本发明的数据缓存模块结构框图；

图6是本发明的负载均衡模块结构框图；

图7是本发明的补偿方法的步骤流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：如图1-5所示，本发明提供一种技术方案，一种基于云计算服务器的节能降耗系统，包括模型构建模块、能耗监测模块、能耗优化计算模块、启停模块、负载均衡模块、数据缓存模块和定时模块；

模型构建模块与能耗监测模块连接，能耗优化计算模块分别与能耗监测模块、负载均衡模块和启停模块连接，数据缓存模块分别与启停模块和定时模块连接。

根据上述技术方案，能耗监测模块包括监测单元、数据处理单元和触发单元；

监测单元实时监测云计算服务器各个组件的能耗情况，通过监测单元传送的数据，数据处理模块对其进行计算，云计算服务器的能耗超出正常能耗，触发单元触发能耗优化计算模块进行优化计算。

根据上述技术方案，能耗优化计算模块包括优化仿真单元和判别单元；

优化仿真单元对启停模块和负载均衡模块分别进行仿真预测，通过判别单元进行降耗判别，在启停模块和负载均衡模块中选择降耗效果好的进行降耗，通过设置能耗监测模块对云计算服务器的各个模块耗能情况进行监测，超出正常能耗时，利用能耗优化计算模块进行优化仿真预测，选择合适的方式进行节能降耗，从而使节能降耗的方式更加合理化，节能降耗的针对性更强。

根据上述技术方案，启停模块分别控制云计算服务器所有模块的开启和停止，在能耗超出正常能耗时，定时开启数据缓存模块，对输入数据进行缓存，定时结束，再将缓存的数据输出进行计算，并关闭数据缓存模块。

根据上述技术方案，定时模块包括手动定时单元、自动定时单元和时钟单元；

手动定时单元由用户手动设置输入，定时时间内数据缓存模块进行缓存，云计算服务器计算停止，到达定时时间后，云计算服务器继续开启工作；

自动定时单元的输入端与能耗监测模块的输出端连接，能耗超出正常能耗且手动定时单元无输入，定时模块自动开启定时，能耗恢复正常后，定时结束；

手动定时单元的优先级高于自动定时单元。

根据上述技术方案，数据缓存模块包括缓存数据库、删除单元和传送单元；

数据缓存库内的数据按照数据传送的时间由先到后排序并存储，传送单元的输入端与定时模块的输出端连接，定时模块定时结束触发传送单元将缓存数据库内的数据输送出去，并通过删除单元删除缓存数据库中的其他数据，通过设置启停模块、数据缓存模块和定时模块，手动或自动控制定时模块使云计算服务器内部模块的关闭，并在关闭部分模块时将数据暂时缓存在数据缓存模块中，定时结束后，再将缓存的模块输送出来，缓解云计算服务器高耗能运行的情况。

根据上述技术方案，负载均衡模块包括查找单元和分摊操作单元，分摊操作单元包括Web服务器、FTP服务器、企业关键应用服务器和其它关键任务服务器；

查找单元对负载低的服务器进行查找，将低负载服务器接入高负载服务器，分摊操作单元的接入数量为3个，对高负载服务器的负载进行分摊，通过设置负载均衡模块，在云计算服务器高负载时，查找其他低负载服务器，并接入其他低负载服务器进行分摊，从而在不关停服务器内部模块的情况下，降低服务器的负载，降低能耗，使得服务器之间能够相互配合。

实施例2：如图1和7所示，本发明提供一种技术方案，本发明提供一种技术方案，一种基于云计算服务器的节能降耗补偿方法，补偿步骤如下：

S1、云计算服务器负载过大时，先对服务器硬件进行外部物理方式进行降温，并利用直流高压配电电池进行辅助供电；

S2、再通过系统的启停模块将不常用模块的关闭；

S3、当负载开始降低时，依次开启不常用的模块；

S4、当负载降低至正常范围后切断直流高压配电电池；

S5、对直流高压配电电池进行充电。

根据上述技术方案，外部物理方式进行降温为散热风扇散热，直流高压配电电池与原供电电池并联连接，直流高压配电电池的蓄电量40ah。

根据上述技术方案，不常用模块关闭的最个数为3个，负载降低30%时开启第一个不常用模块，负载降低60%时开启第二个不常用模块，负载降低正常范围时开启第三个不常用模块，在云计算服务器高负载运行时，对其硬件继续利用外部物理方式进行降温，并增加直流高压配电电池进行辅助供电，从而补偿该负载运行时的低压运行情况，从而保持云计算服务器的正常运行，弥补高负载带来的服务器异常，使服务器的使用寿命延长，在服务器恢复正常负载时，切断辅助供电，既能够达到节能降耗的效果，又可以保证服务器正常运行。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。