随着互联网和信息技术的迅速发展,许多行业和企业对于数据中心的服务需求持续增长,数据中心的数量和规模都在成倍增长。云计算的出现,改变了传统IT基础设施的使用方式和软件部署模式,并带来了大型云数据中心的建设热潮。为了最大化能源利用率,绿色节能已经成为当前数据中心建设的目标,绿色数据中心成为当前数据中心构建的核心理念。对数据中心的资源进行合理有效的分配与整合是最直接最高效的节能方式。而虚拟化是一种减少能耗、提高资源利用率的有效技术,利用该技术可以实现数据中心的资源共享与复用。因此,如何充分发挥虚拟技术的优势,探索高能效的虚拟资源分配方案,为提高绿色数据中心的能效提供新的解决思路,是一个重要的研究方向。本文主要围绕虚拟机放置与虚拟机迁移这两种技术展开工作:当前数据中心中为追求最小化启动的服务器数量,将虚拟机集中部署以达到节能的效果,却忽视了服务器的单点失效会对有大量业务部署于该服务器的云用户产生严重影响。针对这一问题,本文提出一种基于可靠性保证的分布式虚拟机放置(D2VMP)算法。首先,分析数据中心结构并建立模型;接着,为云用户的请求设置单点失效容忍度,将服务器单点失效对租户的影响控制在其接受范围以内,以限制底层每台服务器能承载同一租户请求中的虚拟机数量的上限值,保证云用户服务的可靠性;同时,考虑到数据中心多租户的特点,为提升资源使用率,本文将数据中心划分为多个集群,在资源分配过程中,根据业务规模动态调整激活的集群数目,以使来自不同业务的虚拟机尽量复用已激活的服务器,从而减小总能耗。经证明,D2VMP在节能的同时也保证用户服务的可靠性。针对数据中心内应用需求动态变化下的虚拟机迁移问题,本文提出一种最小化迁移代价的虚拟机迁移算法。首先,该算法利用基于虚拟机资源消耗历史序列值的自回归模型来预测虚拟机内存需求的变化趋势,提出迁移触发策略,并推测服务器资源利用率的变化趋势,在必要时执行迁移方案对资源进行合理规划;考虑到现有的虚拟机迁移方案在处理迁移时,都是在选择待迁移对象之后才选择目标服务器,这种情况下的迁移无法达到全局最优且会消耗更多的能量,针对这一问题,本文设计迁移代价矩阵,从全局的角度推荐一组性能最佳的<待迁移虚拟机,目的服务器>迁移对以执行迁移。仿真实验表明,该算法能够有效地减小迁移能耗,提升迁移效率,并保证服务的稳定性。