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　　5系统实现与实验评估
　　基于第3节、第4节所述的优化方法，结合Ceph自身技术特点，本文设计并实现了一个能耗管理框架,并进行了实验评估。
　　5.1系统架构
　　如图3所示，该功耗管理框架由4个模块组成,其中LayoutOptimizer模块实现针对CRUSH的数据布局的优化算法，并生成新的Crushmap和放置规则；I/OTracer模块用于跟踪与统计系统的I/O数据，即以一定的频率采集分析CephLog中的I/O相关信息记录;LeverShifter则是管理系统功耗级别的模块，根据跟踪统计到的I/O数据，分析当前系统的I/O负载状态，基于所选择的的策略确定是否需要切换功耗级别；StatusManager模块负责功耗级别切换的执行，首先利用Ceph的OSD状态管理工具设置OSD在Ceph集群中的状态为noout,保证不会因主动停止OSD而发生数据迁移，接着通过远程休眠/网络唤醒(WOL11)等技术控制OSD所在的服务器电源管理状态，基于休眠/唤醒的方式比传统的关闭/开启服务器的方式更为节能，式（1)中用于级别切换的能耗对系统的总能耗的影响几乎可以忽略不计,且响应时间更短。
　　图3系统架构
　　OSDStatus
　　I/OTracer
　　5.2实验评估
　　在一个有6个OSD节点的Ceph系统中进行了该功耗管理框架的实验评估。Ceph版本为0.80.5,操作系统为Kylin3.2,每个节点上配置一个OSD,副
　　本策略为select(3,host)。为模拟不同的负载场景，用fio12测试工具进行测试。
　　如图4所示内容为连续8h测试（级别切换的超时时间设置为10min,通过thinktime参数使得系统约4h处于低负载时期）中，系统分别处于各能耗级别的次数。
　　20100
　　在未使用节能框架时，系统运行8h的能耗约为48x6x10minx400W,在开启了节能框架（Ceph-PM)后，系统运行8h的能耗约为（11x2+12x4+25x6)x10minx400W,系统达到的节能比例约为25%,如果系统规模增大，节省的能源开支将会非常可观。但需要注意的是，在真实环境中，系统负载的变化可能更为频繁、剧烈，所以需要更精确、复杂的负载级别切换策略，这也是本文未来的工作内容之一。
　　图5、图6描述的是系统在低功耗状态下对随机I/O和顺序I/O的响应时间的影响，总体上,读操作平均响应时间有略微变化，但不会太大地影响服务
　　质量。
　　而写操作时，由于低功耗状态下需要写副本的次数变少，对于客户端来说，响应时间反而更小一些，且对于顺序写影响更为明显。?
　　6结束语
　　本文基于Ceph系统,研究分布式存储技术，分析基于CRUSH算法的数据布局存在的不足，提出以节能为目的的优化算法和系统多级功耗管理策略,并实现了Ceph的多级功耗管理框架。实验结果表明，该能耗管理框架能够根据系统负载变化动态地调整系统功耗级别，有效地降低系统能耗。
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