面向云计算的能效优先智能路由与管理协同机制研究
[Abstract]:As a new computing service mode, cloud computing is connected through the Internet, and the hardware and software are abstracted into dynamic resources by using open technologies and standards, and are provided to users in the form of services. As the foundation of cloud computing platform, the data center is being expanded with unprecedented scale under the promotion of cloud computing technology; however, the data center's high energy consumption, low resource utilization rate, environmental pollution and other problems have been greatly restricted to the development of the data center. Cloud computing has migrated storage and computing capabilities to remote resources, such as virtual services and storage systems, which are mostly hosted in the data center (Data Center, DC). This migration can lead to significant energy savings and the effective utilization of local resources to reduce greenhouse gas emissions by information, communications and technology (ICT)40 per cent. Therefore, cloud service provisioning requires careful handling of the energy consumption of both the transport network and the data center. This paper reexamines the energy consumption in the background of cloud computing, and studies the energy efficiency intelligent routing and management in the cloud service configuration: the energy consumption of the data center and the transmission network will be taken into account, and the energy consumption model can be reformulated. The network supporting the cloud needs to transmit a large amount of data in a fast and reliable manner, and in view of the high data rate and low latency performance of the optical network based on the wavelength division multiplexing (WDM) technology, it is very appropriate to select the optical network as the transmission network. So this article focuses on reducing the overall energy consumption of the optical network and the IT infrastructure. First of all, the concept of cloud computing and the concept of data center are introduced. In view of the shortage of the traditional data center, the characteristics of cloud computing data center are introduced. The green energy-saving problem of the data center network structure is analyzed in detail. In order to solve the energy consumption problem of the transmission network, the IP over WDM network is introduced, and the energy-saving strategy of the IP over WDM network is discussed. Secondly, based on the ancyast principle specific to the cloud service configuration, the intelligent user selects a suitable data center for the user and routes them to improve the energy efficiency of the cloud service. Aiming at the energy consumption characteristics of the data center and IP over WDM network, the energy efficiency priority intelligent routing and management cooperation mechanism for cloud computing is researched from a centralized point of view, and the minimum energy consumption MILP model is established, and the purpose of the invention is to minimize the total energy consumption by closing the unused resources in the data center and the transmission network. Because of the complexity of the MILP model in large-scale network solution, this paper presents a heuristic algorithm of energy efficiency priority intelligent routing based on evolutionary game theory, which not only considers the use of the IP router with great energy consumption in the virtual link, Also consider shutting down idle servers in the data center to minimize total energy consumption for a service transmission and processing. and finally, the joint design method of the distributed cloud computing-oriented energy efficiency intelligent routing and management is researched, an energy efficiency ant colony algorithm is proposed, The real-time cloud computing network energy efficiency routing and management cooperation mechanism, the joint control layer and the data plane network performance and the flow sensing, and the intelligent cooperation algorithm of the cloud computing network with high energy efficiency is constructed. It does not use any monitoring, just allowing incoming traffic to flow with reference to the accumulated pheromone and flow-center principles. The input traffic is then automatically converged on a particular link and the unused link is gradually visualized through the data stream. The purpose of energy conservation is achieved by closing unused links. At the same time, it is convenient to manage, and also adopts the router card dormancy strategy to study the way of further energy saving and the distribution of the router port. Through the comparative analysis of the simulation experiments, the two algorithms proposed in this paper can solve the energy efficiency routing and management problems facing the cloud computing efficiently, and the two algorithms have the advantages in improving the overall energy efficiency of the network and the IT resource, reducing the energy waste and improving the quality of the cloud.
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TP393.09
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,本文编号:2490555
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