綠色數(shù)據(jù)中心虛擬資源分配算法研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)的迅速發(fā)展，許多行業(yè)和企業(yè)對(duì)于數(shù)據(jù)中心的服務(wù)需求持續(xù)增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)中心的數(shù)量和規(guī)模都在成倍增長(zhǎng)。云計(jì)算的出現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)IT基礎(chǔ)設(shè)施的使用方式和軟件部署模式，并帶來(lái)了大型云數(shù)據(jù)中心的建設(shè)熱潮。為了最大化能源利用率，綠色節(jié)能已經(jīng)成為當(dāng)前數(shù)據(jù)中心建設(shè)的目標(biāo)，綠色數(shù)據(jù)中心成為當(dāng)前數(shù)據(jù)中心構(gòu)建的核心理念。對(duì)數(shù)據(jù)中心的資源進(jìn)行合理有效的分配與整合是最直接最高效的節(jié)能方式。而虛擬化是一種減少能耗、提高資源利用率的有效技術(shù)，利用該技術(shù)

2、可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的資源共享與復(fù)用。因此，如何充分發(fā)揮虛擬技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，探索高能效的虛擬資源分配方案，為提高綠色數(shù)據(jù)中心的能效提供新的解決思路，是一個(gè)重要的研究方向。本文主要圍繞虛擬機(jī)放置與虛擬機(jī)遷移這兩種技術(shù)展開工作:
　　當(dāng)前數(shù)據(jù)中心中為追求最小化啟動(dòng)的服務(wù)器數(shù)量，將虛擬機(jī)集中部署以達(dá)到節(jié)能的效果，卻忽視了服務(wù)器的單點(diǎn)失效會(huì)對(duì)有大量業(yè)務(wù)部署于該服務(wù)器的云用戶產(chǎn)生嚴(yán)重影響。針對(duì)這一問題，本文提出一種基于可靠性保證的分布式虛擬機(jī)放置(

3、D2VMP)算法。首先，分析數(shù)據(jù)中心結(jié)構(gòu)并建立模型;接著，為云用戶的請(qǐng)求設(shè)置單點(diǎn)失效容忍度，將服務(wù)器單點(diǎn)失效對(duì)租戶的影響控制在其接受范圍以內(nèi)，以限制底層每臺(tái)服務(wù)器能承載同一租戶請(qǐng)求中的虛擬機(jī)數(shù)量的上限值，保證云用戶服務(wù)的可靠性;同時(shí)，考慮到數(shù)據(jù)中心多租戶的特點(diǎn)，為提升資源使用率，本文將數(shù)據(jù)中心劃分為多個(gè)集群，在資源分配過程中，根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)模動(dòng)態(tài)調(diào)整激活的集群數(shù)目，以使來(lái)自不同業(yè)務(wù)的虛擬機(jī)盡量復(fù)用已激活的服務(wù)器，從而減小總能耗。經(jīng)證明，D2

4、VMP在節(jié)能的同時(shí)也保證用戶服務(wù)的可靠性。
　　針對(duì)數(shù)據(jù)中心內(nèi)應(yīng)用需求動(dòng)態(tài)變化下的虛擬機(jī)遷移問題，本文提出一種最小化遷移代價(jià)的虛擬機(jī)遷移算法。首先，該算法利用基于虛擬機(jī)資源消耗歷史序列值的自回歸模型來(lái)預(yù)測(cè)虛擬機(jī)內(nèi)存需求的變化趨勢(shì)，提出遷移觸發(fā)策略，并推測(cè)服務(wù)器資源利用率的變化趨勢(shì)，在必要時(shí)執(zhí)行遷移方案對(duì)資源進(jìn)行合理規(guī)劃;考慮到現(xiàn)有的虛擬機(jī)遷移方案在處理遷移時(shí)，都是在選擇待遷移對(duì)象之后才選擇目標(biāo)服務(wù)器，這種情況下的遷移無(wú)法達(dá)到全局最