云计算环境下基于能耗感知的复杂资源调度研究

来源 :南京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chrisfei
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近年来,以云计算、物联网和大数据为主要代表的IT新技术的发展使得技术创新平台面向的用户越来越多,大量用户的信息处理要求使得技术创新平台数据中心的规模不断增大。技术创新平台在面对海量信息处理的要求下,由于传统资源调度方式的不合理容易导致技术创新平台数据中心的能耗过高,从而造成技术创新平台的运营成本较高,不够绿色低碳、节能环保。本文针对此问题,对技术创新平台数据中心能耗过高的问题进行了研究。本文首先分析了技术创新平台的应用需求特点,对造成技术创新平台云计算数据中心能耗过高的原因进行了分析,结合当今绿色云计算的有关理论和建设绿色云计算数据中心的相关实践,针对技术创新平台的实际状况,提出了技术创新平台绿色云体系架构,从系统层面保证了技术创新平台的绿色低碳。在技术创新平台数据中心,合理的虚拟机部署策略可以降低技术创新平台的能源消耗,提高用户的服务质量。然而,技术创新平台用户到达的随机突发性和资源需求的复杂多维性提高了虚拟机部署的难度,基于此,本文对面向复杂资源需求的能耗感知优化调度问题进行建模,提出了多维空间划分模型,用于引导虚拟机的实时部署,减少资源“碎片”的产生,满足用户的QoS要求;并根据此模型设计了在线虚拟机能效部署算法OEEVMP。最后,通过仿真实验,将在线虚拟机部署算法OEEVMP和在线首次适应算法OFF进行了对比,发现:在线虚拟机部署算法OEEVMP可以减少物理机资源“碎片”的产生,有效降低物理机的运行数量,提高云计算数据中心的能源利用效率。在Google真实负载集群上的实验进一步验证了OEEVMP算法的可行性和有效性。本文将绿色云计算、矢量装箱和人工智能中的有关理论和方法应用到技术创新绿色云平台的设计中,解决了技术创新平台数据中心高能耗的问题。在系统层面上,提出了技术创新平台绿色云体系架构;在技术层面上,对面向复杂资源需求的能耗感知优化调度问题进行了建模,并设计了在线虚拟机能效部署算法OEEVMP,在满足能效最优的条件下又能满足用户需求的及时响应,实现了技术创新平台数据中心的节能目标和用户QoS保证。通过与外部绿色节能架构相结合,可以实现技术层面和系统层面的综合能耗优化,最终可达到整个技术创新平台的绿色、低碳、节能、环保。
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