專利名稱：數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)能的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及網(wǎng)絡(luò)計算領(lǐng)域，具體涉及一種通過動態(tài)地調(diào)整選定服務(wù)器-網(wǎng)絡(luò)鏈路的運行頻率來減少服務(wù)器群集中能量消耗的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在網(wǎng)絡(luò)化計算和數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域中，服務(wù)器群集通常用作一種提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的裝置。服務(wù)器群集通常包括一組服務(wù)器裝置，每一裝置都能夠處理服務(wù)器請求。群集可以包括一個配置為將輸入的請求路由到服務(wù)器群集中適當(dāng)?shù)姆?wù)器以進(jìn)行處理的請求分配器。將請求分配給各個服務(wù)器可以基于各個服務(wù)器的當(dāng)前負(fù)載、請求的源端、所請求的文件或數(shù)據(jù)的位置或其它適當(dāng)?shù)囊蛩亍?br> 服務(wù)器群集經(jīng)常根據(jù)一種交換配置(switched configuration)來安排，在該交換配置中，每一服務(wù)器都通過諸如銅絞線、光纜或無線傳輸電磁波之類的傳輸介質(zhì)與中央交換機(jī)通信。在配置了網(wǎng)絡(luò)參數(shù)后，將基于各個網(wǎng)絡(luò)接口卡和傳輸介質(zhì)自身的帶寬容量為每個服務(wù)器-交換機(jī)鏈路建立一個傳輸速率。通常，在鏈路建立后和鏈路在鏈路生存期內(nèi)保持建立時，給定鏈路的傳輸速率是確定的。此外，建立的傳輸速率通常是鏈路兩端都可以適應(yīng)的可能的最高傳輸速率。
將每一網(wǎng)絡(luò)鏈路的傳輸速率保持在可能的最高值可以最大化性能，但代價是增加功耗。以較高的頻率運行網(wǎng)絡(luò)鏈路比以較低的頻率運行同一鏈路成本高是常識。此外，由于數(shù)據(jù)傳輸速率可能受服務(wù)器和交換機(jī)之間鏈路的物理帶寬之外的因素的限制，以較高的頻率運行網(wǎng)絡(luò)鏈路而發(fā)生的額外的成本通常不會轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的性能提高。
各個服務(wù)器-交換機(jī)鏈路的帶寬之和不能超過總的分配給服務(wù)器群集的帶寬。因此，如果一個被分配了200兆位/秒(Mbps)帶寬的服務(wù)器群集總共支持20個服務(wù)器，其中每一服務(wù)器以100Mbps鏈路被連接至中央交換機(jī)，所有鏈路都同時以其最大帶寬運行在物理上是不可能的。而且，遠(yuǎn)程客戶機(jī)和服務(wù)器群集之間的連接可以是一種對服務(wù)器-交換機(jī)鏈路的可用帶寬的限制。如果一個客戶機(jī)在沒有其它的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)期間通過一個56Kbps調(diào)制解調(diào)器連接到服務(wù)器群集(和單個服務(wù)器)，可以利用的、用以為客戶機(jī)請求提供服務(wù)的服務(wù)器-交換機(jī)鏈路的最大帶寬為56K。如果服務(wù)器-交換機(jī)鏈路運行在，例如，100Mbps，則將嚴(yán)重地浪費帶寬。

發(fā)明內(nèi)容
相應(yīng)地，本發(fā)明提供了一種運行數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)的方法，包括在網(wǎng)絡(luò)的一個服務(wù)器和連接了該服務(wù)器的交換機(jī)之間執(zhí)行一初始協(xié)商，其中該初始協(xié)商建立一個服務(wù)器和交換機(jī)之間的鏈路的初始運行頻率；基于在鏈路上通信的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)確定服務(wù)器的有效數(shù)據(jù)速率；以及響應(yīng)于確定有效數(shù)據(jù)速率明顯不同于服務(wù)器-交換機(jī)鏈路的當(dāng)前帶寬，執(zhí)行一后續(xù)的協(xié)商以建立修改后的運行頻率，其中該修改后的運行頻率比初始運行頻率更接近有效數(shù)據(jù)速率。
(注意，該方法可以由一個在計算機(jī)上運行的計算機(jī)程序來執(zhí)行。)本發(fā)明優(yōu)選地提供了一種方法和系統(tǒng)，通過響應(yīng)于改變的網(wǎng)絡(luò)狀況，動態(tài)地優(yōu)化服務(wù)器鏈路的運行頻率，用以動態(tài)地節(jié)約數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)中的能量消耗。
優(yōu)選地，上述問題主要通過一種數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)和方法解決，其中優(yōu)選地動態(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)鏈路的運行頻率以最小的性能損失來節(jié)約能量消耗。當(dāng)服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)鏈路的最大可用帶寬小于鏈路的當(dāng)前運行頻率時，優(yōu)選地減小服務(wù)器鏈路的運行頻率。類似地，如果鏈路的最大可用帶寬超過了當(dāng)前運行頻率，可以增大運行頻率。在一實施例中，該數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)包括一個服務(wù)器群集，其中一組服務(wù)器裝置被連接至一個中央交換機(jī)。單個的服務(wù)器-交換機(jī)鏈路可以符合一個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)配置協(xié)議，例如以太網(wǎng)。初始情況下，根據(jù)在諸如IEEE802.3之類的協(xié)議中指定的協(xié)商過程，優(yōu)選地以鏈路的最大運行頻率建立服務(wù)器-交換機(jī)鏈路。此后周期性地，服務(wù)器在保持所需級別的性能的同時，優(yōu)選地確定其鏈路的當(dāng)前運行頻率超過了為客戶機(jī)請求提供服務(wù)所需的容量。然后，服務(wù)器(或交換機(jī))優(yōu)選地調(diào)整其鏈路的帶寬以運行在適合當(dāng)前負(fù)載所需的可能的最低運行頻率。以這種方式，通過最小化其各個服務(wù)器鏈路的運行頻率，該數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選地減小了功耗。
優(yōu)選地，該修改后的運行頻率是適合于服務(wù)器-交換機(jī)鏈路的足以處理有效數(shù)據(jù)速率的最低運行頻率。
優(yōu)選地，確定有效數(shù)據(jù)速率和可能發(fā)生的后續(xù)協(xié)商的啟動在網(wǎng)絡(luò)運行期間以指定間隔重復(fù)。
優(yōu)選地，初始和后續(xù)的協(xié)商都遵循IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)。
優(yōu)選地，確定有效數(shù)據(jù)速率包括收集指示在指定的間隔期間的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量的信息和基于該信息計算有效數(shù)據(jù)速率。
優(yōu)選地，響應(yīng)于確定有效數(shù)據(jù)速率大于當(dāng)前帶寬的指定百分比，執(zhí)行一后續(xù)協(xié)商以建立一個修改后的運行頻率，其中該修改后的運行頻率高于之前的運行頻率。
本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)，包括一個中央交換機(jī)；一個服務(wù)器裝置，該服務(wù)器裝置包括處理器、存儲器和經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)鏈路將該服務(wù)器裝置連接至中央交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)接口卡；用于執(zhí)行初始協(xié)商的代碼裝置，其中該初始協(xié)商建立網(wǎng)絡(luò)鏈路的初始運行頻率；基于鏈路上傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)確定服務(wù)器的有效數(shù)據(jù)速率的代碼裝置；以及響應(yīng)于確定有效數(shù)據(jù)速率明顯不同于鏈路的當(dāng)前帶寬，執(zhí)行一后續(xù)的協(xié)商以建立修改后的運行頻率的代碼裝置，其中該修改后的運行頻率比初始運行頻率更接近有效數(shù)據(jù)速率。
優(yōu)選地，修改后的運行頻率是適合于服務(wù)器-交換機(jī)鏈路的足以處理有效數(shù)據(jù)速率的最低運行頻率。
優(yōu)選地，該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步包括用于在網(wǎng)絡(luò)運行期間以指定間隔重復(fù)確定有效數(shù)據(jù)速率和可能發(fā)生的后續(xù)協(xié)商的啟動的代碼裝置。
優(yōu)選地，初始和后續(xù)的協(xié)商都遵循IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)。
優(yōu)選地，用于確定有效數(shù)據(jù)速率的代碼裝置包括收集指示在指定的間隔期間的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量的信息和基于該信息計算有效數(shù)據(jù)速率的代碼裝置。
優(yōu)選地，該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步包括響應(yīng)于確定有效數(shù)據(jù)速率大于當(dāng)前帶寬的指定百分比，執(zhí)行一后續(xù)協(xié)商以建立一個修改后的運行頻率的代碼裝置，其中該修改后的運行頻率高于之前的運行頻率。
在一實施例中，初始和后續(xù)協(xié)商由中央交換機(jī)啟動。
在一實施例中，初始和后續(xù)協(xié)商由服務(wù)器裝置啟動。
本發(fā)明還進(jìn)一步提供了一種適用于數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器群集中的服務(wù)器裝置，包括至少一個處理器；一個處理器可以存取的系統(tǒng)存儲器；一個配置為通過網(wǎng)絡(luò)鏈路將服務(wù)器裝置連接至中央交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)接口卡；用于執(zhí)行初始協(xié)商的代碼裝置，其中該初始協(xié)商建立網(wǎng)絡(luò)鏈路的初始運行頻率；基于鏈路上傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)確定服務(wù)器的有效數(shù)據(jù)速率的代碼裝置；以及響應(yīng)于確定有效數(shù)據(jù)速率明顯不同于鏈路的當(dāng)前帶寬，執(zhí)行一后續(xù)的協(xié)商以建立修改后的運行頻率的代碼裝置，其中該修改后的運行頻率比初始運行頻率更接近有效數(shù)據(jù)速率。
優(yōu)選地，該修改后的運行頻率是適合于服務(wù)器-交換機(jī)鏈路的足以處理有效數(shù)據(jù)速率的最低運行頻率。
優(yōu)選地，該服務(wù)器裝置包括用于在網(wǎng)絡(luò)運行期間以指定間隔重復(fù)確定有效數(shù)據(jù)速率和可能發(fā)生的后續(xù)協(xié)商的啟動的代碼裝置。
優(yōu)選地，用于確定有效數(shù)據(jù)速率的代碼裝置包括收集指示在指定的間隔期間的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量的信息和基于該信息計算有效數(shù)據(jù)速率的代碼裝置。
優(yōu)選地，該服務(wù)器裝置進(jìn)一步包括響應(yīng)于確定有效數(shù)據(jù)速率大于當(dāng)前帶寬的指定百分比，執(zhí)行一后續(xù)協(xié)商以建立一個修改后的運行頻率的代碼裝置，其中該修改后的運行頻率高于之前的運行頻率。
優(yōu)選地，該網(wǎng)絡(luò)接口卡包括一個配置為提供一個控制鏈路運行頻率的時鐘信號的時鐘單元，并且其中用于建于修改后的運行頻率的代碼裝置進(jìn)一步包括對控制時鐘信號頻率的時鐘寄存器編程的代碼裝置。


現(xiàn)在僅將通過實例的方式并參考下圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行說明圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例顯示了數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)的選定特性的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例顯示了圖1的數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)的其它細(xì)節(jié)的框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例顯示了圖2的網(wǎng)絡(luò)接口卡的其它細(xì)節(jié)的框圖；以及圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例顯示了圖1的數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)中服務(wù)器的運行的流程圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖，圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)100的選定特性的框圖。在所描繪的實施例中，數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)100包括一個通過中間網(wǎng)關(guān)106被連接到廣域網(wǎng)(WAN)105的服務(wù)器群集101。WAN105可能包括為數(shù)眾多的各種網(wǎng)絡(luò)裝置，包括網(wǎng)關(guān)、路由器、集線器等等，以及在可能是廣闊的地理區(qū)域上相互連接的一個或多個局域網(wǎng)(LAN)。在一個實施例中，WAN105可以表示因特網(wǎng)。
如圖所示的服務(wù)器群集101包括一個經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)鏈路200被連接至網(wǎng)關(guān)106的中央交換機(jī)110。群集101進(jìn)一步包括多個服務(wù)器，圖1中示出了四個這樣的服務(wù)器并以標(biāo)號111-1、111-2、111-3和111-4表示。每一服務(wù)器111都經(jīng)由專用的網(wǎng)絡(luò)鏈路(標(biāo)號211、212、213和214)被連接至交換機(jī)110。
服務(wù)器群集101可以為所有對網(wǎng)絡(luò)100上單個統(tǒng)一資源標(biāo)識符(URI)(universal resource indicator)的請求提供服務(wù)。在該實施例中，源自WAN 105內(nèi)任意位置的、對URI的客戶機(jī)請求都被路由到服務(wù)器群集101。交換機(jī)110通常包括一個請求分配器軟件模塊，該模塊負(fù)責(zé)將客戶機(jī)請求路由到群集101中的某一服務(wù)器111。請求分配器可以結(jié)合任意的各種分配算法和過程以最優(yōu)化服務(wù)器群集的性能、最小化能量消耗或?qū)崿F(xiàn)某些其它目標(biāo)。例如，交換機(jī)110可以基于諸如每一服務(wù)器111的當(dāng)前負(fù)載、客戶機(jī)請求的源端、請求的內(nèi)容或以上的組合之類的因素將請求路由到一服務(wù)器111。
在一實施例中，網(wǎng)絡(luò)鏈路211、212、213和214利用以太網(wǎng)協(xié)議。在該實施例中，每一服務(wù)器111包括一個兼容以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)接口卡并且交換機(jī)110包括一個用于每個服務(wù)器111的兼容以太網(wǎng)的端口。參考圖2，其中提供了一個框圖，顯示了交換機(jī)110和某一服務(wù)器111的其它細(xì)節(jié)。每一服務(wù)器111包括一個連接到交換機(jī)110中相應(yīng)端口131的NIC121。在一實施例中，NIC121和交換機(jī)110的每一端口131可以運行在各種運行頻率。例如，在一實施例中，NIC121及其相應(yīng)的端口131可以支持運行在10Mbps、100Mbps和1000Mbps的以太網(wǎng)鏈路。帶有此類功能、可以從市場上購買的交換機(jī)的代表為，例如，AlteonWeb Systems(www.alteonwebsystems.com)的180系列內(nèi)容智能型Web交換機(jī)。類似地，諸如3Com的10/100/1000 PCI-X Server NIC之類的網(wǎng)絡(luò)接口卡可以提供運行在不同運行頻率的能力。(Alteon是Alteon Web SystemsINC.的注冊商標(biāo)，3Com是3Com公司的注冊商標(biāo))。
服務(wù)器111和交換機(jī)110被配置為參與協(xié)商過程以對它們之間相應(yīng)的鏈路的運行頻率達(dá)成一致。在常規(guī)的服務(wù)器群集配置中，此協(xié)商僅在鏈路初始化期間才進(jìn)行，并且只要鏈路存在，協(xié)商的結(jié)果，包括鏈路的運行頻率，就保持不變。此外，協(xié)商產(chǎn)生的運行頻率通常為交換機(jī)、服務(wù)器和互連介質(zhì)可以適應(yīng)的最大運行頻率。根據(jù)一優(yōu)選實施例的本發(fā)明構(gòu)想了一種系統(tǒng)和方法，用于在減少服務(wù)器群集的運行成本的同時，響應(yīng)于不斷變化的服務(wù)器群集的狀況，周期性地修改各個服務(wù)器-交換機(jī)鏈路的運行頻率以實現(xiàn)所需級別的群集響應(yīng)性能。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，其中顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的NIC121的其它細(xì)節(jié)的框圖。所描繪的NIC121的實施例包括一個作為服務(wù)器111的外圍總線或局部總線144的接口的嵌入式處理器140?？偩€144通常根據(jù)一個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線協(xié)議來實施，例如PCI特別工作組(www.pcisig.org)的《PCI Local Bus Specification 2.2》中指定的外圍組件互連(PCI)局部總線。NIC121還包括連接到處理器140并為從網(wǎng)絡(luò)鏈路211接收的信息和傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)鏈路211的信息提供臨時存儲的緩沖邏輯141。
時鐘發(fā)生器142提供了驅(qū)動緩沖邏輯141并由此建立網(wǎng)絡(luò)鏈路211的運行頻率的基本時鐘信號148。在所描繪的實施例中，時鐘發(fā)生器142可以提供受時鐘寄存器146中的設(shè)置控制的各種不同頻率的時鐘信號148。時鐘寄存器146受處理器140的可編程控制。存儲器143可以被處理器140和緩沖邏輯141存取。存儲器143可以包括易失性存儲器，例如常規(guī)的動態(tài)或靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM或SRAM)陣列，以及永久或非易失性存儲器，例如閃存卡或其它形式的電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)。
本發(fā)明的一部分可以作為一個包括存儲在計算機(jī)可讀介質(zhì)上的一組計算機(jī)可執(zhí)行指令的計算機(jī)程序產(chǎn)品來實現(xiàn)。其中存儲指令的計算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括存儲器143的易失性或非易失性單元?；蛘撸噶羁梢源鎯υ谲洷P、硬盤、CD ROM、DVD、磁帶或其它適當(dāng)?shù)挠谰么鎯ζ髟O(shè)備上。
NIC121包括配置為經(jīng)由相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)鏈路執(zhí)行與交換機(jī)110的協(xié)商以建立鏈路的運行頻率的軟件。在服務(wù)器群集101的一個以太網(wǎng)實施例中，協(xié)商過程軟件通常符合IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)。兼容以太網(wǎng)的NIC和交換機(jī)通常包括建立網(wǎng)絡(luò)鏈路的運行頻率的代碼。如前所述，此代碼只有在常規(guī)的服務(wù)器中建立了鏈路時才會執(zhí)行。但是，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的NIC121及其相應(yīng)的端口131都被配置為響應(yīng)于不斷變化的鏈路帶寬利用狀況，周期性地調(diào)用此協(xié)商過程代碼以修改鏈路運行頻率。
參考圖4，其中示出了一種控制在諸如服務(wù)器群集101之類的數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)中各個鏈路的運行頻率的方法的流程圖。首次建立服務(wù)器-交換機(jī)鏈路時，NIC121將啟動(塊402)一個此處稱為原始協(xié)商的協(xié)商。通常，原始協(xié)商將建立各組件可以適應(yīng)的最大鏈路運行頻率。此后，NIC121將監(jiān)測(塊404)自身與其相應(yīng)端口之間的網(wǎng)絡(luò)鏈路的利用情況。NIC121被配置為識別服務(wù)器-交換機(jī)帶寬明顯利用不足的周期并相應(yīng)地調(diào)整鏈路的運行頻率。
由NIC121監(jiān)測的鏈路利用情況代表了鏈路上傳輸和/或接收數(shù)據(jù)的速率。此利用情況可以使用一個相對簡單的、在其中周期性地確定一個鏈路利用因子(這里也稱為有效數(shù)據(jù)速率)的鏈路級別例程來確定。該例程通常使用一個累加器或其它適當(dāng)?shù)臋C(jī)制確定指定的時間周期期間鏈路上傳輸和/或接收的業(yè)務(wù)量。該指定的時間周期可以與更新鏈路運行頻率的周期性速率一致。例如，如果需要每隔十分鐘修改鏈路運行頻率一次，則可以通過累加十分鐘周期內(nèi)的鏈路業(yè)務(wù)量字節(jié)數(shù)并將其除以600秒得到單位為字節(jié)每秒的利用率來確定利用因子。優(yōu)選地，修改鏈路運行頻率的周期性間隔在交換機(jī)110或服務(wù)器111的可編程控制之下，以便可以改變指定的時間周期。
有效傳輸速率可以明顯低于網(wǎng)絡(luò)鏈路的運行頻率。交換機(jī)-網(wǎng)關(guān)鏈路200的帶寬為單個的服務(wù)器-交換機(jī)鏈路211、212等等的帶寬之和的上限。任何單個服務(wù)器-交換機(jī)鏈路所需的帶寬都不能超過分配給交換機(jī)-網(wǎng)關(guān)鏈路200的帶寬。任何服務(wù)器-交換機(jī)鏈路的有效數(shù)據(jù)傳輸速率都是客戶機(jī)端帶寬的函數(shù)。在活動或網(wǎng)絡(luò)通信量減少的時間期間，服務(wù)器111可能為來自數(shù)量有限的客戶機(jī)的請求提供服務(wù)，許多這些客戶機(jī)都有明顯的帶寬限制。如果服務(wù)器111正在為經(jīng)由常規(guī)調(diào)制解調(diào)器連接而連接到WAN105的單個客戶機(jī)提供服務(wù)，則服務(wù)器所需的有效數(shù)據(jù)速率低于最多交換機(jī)最大能力的若干個數(shù)量級。在此情況下，以較高的運行頻率保持服務(wù)器-交換機(jī)鏈路的高成本并未提供任何性能收益，因為性能被限制在客戶機(jī)端。
NIC121被配置為將其網(wǎng)絡(luò)鏈路的有效數(shù)據(jù)速率與鏈路的當(dāng)前運行頻率進(jìn)行比較。如果有效數(shù)據(jù)速率(EDR)明顯不同于當(dāng)前鏈路的運行頻率，則將修改鏈路運行頻率以便修改后的頻率比之前的運行頻率更接近EDR。如果在塊406中確定EDR明顯低于鏈路運行頻率，則在塊408中NIC121確定鏈路是否能夠運行在較低的運行頻率。如前所述，NIC121及其相應(yīng)的交換機(jī)端口優(yōu)選地能夠運行在多個運行頻率中的一個運行頻率。如果當(dāng)前NIC121未運行在其最低頻率并且其有效數(shù)據(jù)速率明顯低于當(dāng)前運行頻率，則NIC121被配置成啟動一個與交換機(jī)110的協(xié)商，該協(xié)商強制(塊410)鏈路運行在較低的運行頻率。
在一個服務(wù)器-交換機(jī)鏈路是以太網(wǎng)鏈路的實施例中，NIC121可以利用大部分標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3協(xié)商協(xié)議來實現(xiàn)運行頻率的修改。響應(yīng)于確定數(shù)據(jù)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于運行頻率，發(fā)生在塊410(稱為修改協(xié)商)中的協(xié)商嘗試達(dá)到一個運行頻率，該運行頻率是與最新確定的有效數(shù)據(jù)速率一致的可能的最低運行頻率，而不是嘗試建立各個鏈路組件可以適應(yīng)的最高運行頻率。這樣，NIC121首先可以在修改協(xié)商期間向交換機(jī)110指明一個所需的運行頻率。如果交換機(jī)110能夠運行在NIC所需的運行頻率，則該頻率將成為鏈路的運行頻率。如果交換機(jī)無法適應(yīng)NIC所需的運行頻率，協(xié)商過程將決定鏈路適應(yīng)的最低運行頻率。
優(yōu)選地，修改協(xié)商的發(fā)生頻率既要足以對不斷變化的負(fù)載狀況作出調(diào)整，但又不能太頻繁以致因過多的協(xié)商過程而負(fù)面影響性能。由于一個IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)協(xié)商的長度在毫秒數(shù)量級，即使每分鐘一次這樣頻繁的啟動協(xié)商，也不會對性能造成明顯的負(fù)擔(dān)，但卻同時提供了足夠頻繁的修改以相對較快地適應(yīng)負(fù)載的改變。
除了可以響應(yīng)于相對較低的帶寬利用水平來降低鏈路運行頻率，服務(wù)器群集101還配置為響應(yīng)于相對較高的帶寬利用來提高鏈路運行頻率。如果在塊406中服務(wù)器確定有效數(shù)據(jù)速率不低于某些指定的值或鏈路當(dāng)前帶寬容量的某些指定比率，則服務(wù)器可以確定(塊412)有效數(shù)據(jù)速率是否高于鏈路帶寬容量的某些指定比率。例如，如果有效數(shù)據(jù)速率超過了鏈路帶寬容量的90％，則服務(wù)器可以嘗試以與上述塊408和410中降低運行頻率的方式類似的方式提高(塊414)鏈路運行頻率。這樣，服務(wù)器可以確定(塊413)更高的運行頻率是否可用并且，如果可用，啟動一個修改協(xié)商以強制實現(xiàn)(塊414)一個提高的運行頻率。在運行頻率增大(或減小)后，服務(wù)器111恢復(fù)運行并繼續(xù)監(jiān)測鏈路帶寬利用以進(jìn)行后續(xù)的更改。以此方式，服務(wù)器111不斷地將鏈路運行頻率調(diào)整為達(dá)到所希望的性能級別所需的最小值并由此減少了作為較高運行頻率特征的能量消耗和散熱。
權(quán)利要求
1.一種運行一個數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)的方法，包括在所述網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器和連接了所述服務(wù)器的交換機(jī)之間執(zhí)行一個初始協(xié)商，其中所述初始協(xié)商建立了所述服務(wù)器和所述交換機(jī)之間的鏈路的初始運行頻率；基于鏈路上通信的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)確定服務(wù)器的有效數(shù)據(jù)速率；以及響應(yīng)于確定該有效數(shù)據(jù)速率明顯不同于服務(wù)器-交換機(jī)鏈路的當(dāng)前帶寬，執(zhí)行一后續(xù)的協(xié)商以建立一個修改后的運行頻率，其中該修改后的運行頻率比初始運行頻率更接近該有效數(shù)據(jù)速率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于該修改后的運行頻率是適合于服務(wù)器-交換機(jī)鏈路的足以處理有效數(shù)據(jù)速率的最低運行頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，進(jìn)一步包括在網(wǎng)絡(luò)運行期間以指定間隔重復(fù)確定有效數(shù)據(jù)速率和可能發(fā)生的后續(xù)協(xié)商的啟動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的方法，其特征在于所述初始和后續(xù)的協(xié)商都符合IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)。
5.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，其特征在于確定有效數(shù)據(jù)速率包括收集指示在指定的間隔期間的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量的信息和基于該信息計算有效數(shù)據(jù)速率。
6.根據(jù)任一前述權(quán)利要求的方法，進(jìn)一步包括響應(yīng)于確定有效數(shù)據(jù)速率大于當(dāng)前帶寬的指定百分比，執(zhí)行一后續(xù)協(xié)商以建立一個修改后的運行頻率，其中該修改后的運行頻率高于之前的運行頻率。
7.一種數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)，包括一個中央交換機(jī)；一個服務(wù)器裝置，包括處理器、存儲器和經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)鏈路將該服務(wù)器裝置連接至中央交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)接口卡；用于執(zhí)行初始協(xié)商的代碼裝置，其中該初始協(xié)商建立網(wǎng)絡(luò)鏈路的初始運行頻率；基于鏈路上傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)確定服務(wù)器的有效數(shù)據(jù)速率的代碼裝置；以及響應(yīng)于確定有效數(shù)據(jù)速率明顯不同于鏈路的當(dāng)前帶寬，執(zhí)行一后續(xù)的協(xié)商以建立一個修改后的運行頻率的代碼裝置，其中該修改后的運行頻率比初始運行頻率更接近有效數(shù)據(jù)速率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所述初始和后續(xù)的協(xié)商由中央交換機(jī)啟動。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所述初始和后續(xù)的協(xié)商由服務(wù)器裝置啟動。
10.一種適用于數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器群集中的服務(wù)器裝置，包括至少一個處理器；一個該處理器可以存取的系統(tǒng)存儲器；一個配置為經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)鏈路將該服務(wù)器裝置連接至中央交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)接口卡；用于執(zhí)行初始協(xié)商的代碼裝置，其中該初始協(xié)商建立網(wǎng)絡(luò)鏈路的初始運行頻率；基于鏈路上傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)確定服務(wù)器的有效數(shù)據(jù)速率的代碼裝置；以及響應(yīng)于確定有效數(shù)據(jù)速率明顯不同于鏈路的當(dāng)前帶寬，執(zhí)行一后續(xù)的協(xié)商以建立一個修改后的運行頻率的代碼裝置，其中該修改后的運行頻率比初始運行頻率更接近有效數(shù)據(jù)速率。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的服務(wù)器裝置，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)接口卡包括一個配置為提供一個控制鏈路運行頻率的時鐘信號的時鐘單元，并且其中所述用于建立修改后的運行頻率的代碼裝置進(jìn)一步包括用于對控制時鐘信號頻率的時鐘寄存器編程的代碼裝置。
12.一種計算機(jī)程序，包括所述程序運行在一臺計算機(jī)上時適合于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求的方法的程序代碼裝置。
全文摘要
一種用于節(jié)約能量的數(shù)據(jù)處理網(wǎng)絡(luò)和方法，其中在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和連接了所述服務(wù)器的交換機(jī)之間執(zhí)行一個初始協(xié)商以建立服務(wù)器－交換機(jī)鏈路的初始運行頻率?；诜?wù)器的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)確定服務(wù)器的有效數(shù)據(jù)速率。響應(yīng)于確定有效數(shù)據(jù)速率明顯不同于當(dāng)前運行頻率，執(zhí)行一后續(xù)的協(xié)商以建立一個修改后的運行頻率，其中該修改后的運行頻率比初始運行頻率更接近有效數(shù)據(jù)速率。在網(wǎng)絡(luò)的運行期間，可以周期性地重復(fù)有效數(shù)據(jù)速率的確定和可能發(fā)生的后續(xù)協(xié)商的啟動。在一實施例中，初始和后續(xù)的協(xié)商都符合IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號H04L29/08GK1547837SQ02816758
公開日2004年11月17日 申請日期2002年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月27日
發(fā)明者P·J·博雷爾, B·C·布洛克, E·N·埃爾諾扎伊, R·拉賈莫尼, F·L·羅森三世, P J 博雷爾, 埃爾諾扎伊, 布洛克, 幟, 羅森三世 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司