面向能耗优化的云计算资源调度算法研究

发布时间：2022-01-12 19:28

　　云计算正在变成一种流行的网络计算模式,它可免去用户复杂的计算过程,使企业等使用者不必再购买大量硬件设施,仅需通过应用程序界面即可获得可观的计算能力与服务资源。随着云计算提供商在全球服务器数量的不断增加,由此带来的能耗问题逐渐引起人们的关注。目前在云计算资源调度研究中,能耗优化问题很少被考虑,因此,本课题在云计算资源调度过程中,通过对系统资源与任务调度进行重新分配,提出了资源调度算法以优化能耗。首先,介绍了课题的研究背景和意义,对云计算系统进行了深入研究,总结了现有国内外的主要云系统发展现状。对云计算服务类、服务功能和实现机制进行了系统研究,进而分别从任务层、资源调度层、虚拟资源层和物理链路层进行分析,设计了面向能耗优化的云计算资源调度框架。深入分析了云计算资源调度与能耗优化的相关研究进展,提出了存在问题与解决思路。其次,在设计的面向能耗优化的云计算资源调度框架的基础上,深入分析了云系统中随机任务的资源调度时间与功率、能耗优化的资源调度策略等,提出了云计算问题模型。在随机任务规模较小时,提出了基于云计算时间预测的资源调度能耗优化模型,进行了云系统资源调度过程中低利用率时能耗的优化。根据所... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：136 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 云计算相关定义及现有的主要云系统研究
        1.2.1 云计算概念的提出
        1.2.2 现有的主要云计算系统研究
    1.3 云计算资源调度及研究架构的提出
        1.3.1 云计算服务功能研究
        1.3.2 面向能耗优化的云计算资源调度架构提出
    1.4 云计算资源调度和能耗研究现状
        1.4.1 云计算资源调度研究进展
        1.4.2 云计算能耗研究及进展
    1.5 现阶段研究工作存在的主要问题
    1.6 本文的研究内容和结构安排
        1.6.1 研究内容
        1.6.2 主要贡献
        1.6.3 本文的组织结构
第2章 基于云计算时间预测的资源调度能耗优化研究
    2.1 引言
    2.2 相关工作
    2.3 基于云计算时间预测的资源调度能耗优化模型研究
        2.3.1 云计算与随机任务模型
        2.3.2 任务块在云系统调度时间分析
        2.3.3 任务块在云系统调度功率分析
        2.3.4 基于时间预测的资源调度能耗优化模型设计
    2.4 基于云计算时间预测的资源调度能耗优化算法设计
        2.4.1 时间预测因子
        2.4.2 历史时间槽归类算法设计
        2.4.3 预测调度算法描述
        2.4.4 预测算法的复杂度
    2.5 实验结果及性能评估
        2.5.1 实验设置及模型验证
        2.5.2 实验分析
        2.5.3 实验总结
    2.6 本章小结
第3章 基于云计算任务忍耐值资源调度能耗优化研究
    3.1 引言
    3.2 相关工作
    3.3 虚拟机任务调度的超时等待问题分析
    3.4 基于云计算任务忍耐值资源调度能耗优化模型设计
        3.4.1 基本约束设置
        3.4.2 任务调度模型设计
    3.5 基于云计算任务忍耐值资源调度能耗优化算法设计
        3.5.1 调度算法描述
        3.5.2 调度算法分析
    3.6 实验结果及性能评估
        3.6.1 实验模型验证
        3.6.2 系统资源利用率验证
        3.6.3 实验结果分析
    3.7 本章小结
第4章 基于云计算资源相关度调度的能耗优化研究
    4.1 引言
    4.2 相关工作
    4.3 基于资源相关度调度能耗优化模型研究
        4.3.1 随机任务调度能耗分析
        4.3.2 资源相关度调度分析
        4.3.3 资源相关度调度模型设计
    4.4 基于资源相关度调度能耗优化算法设计
        4.4.1 随机任务调度时间分析
        4.4.2 调度算法描述
        4.4.3 复杂度分析
    4.5 实验结果及性能评估
        4.5.1 实验设置
        4.5.2 实验模型验证
        4.5.3 实验结果分析
        4.5.4 实验总结
    4.6 本章小结
第5章 基于云计算成本约束资源调度能耗优化研究
    5.1 引言
    5.2 相关工作
    5.3 基于成本约束的资源调度能耗优化模型设计
        5.3.1 云数据中心成本研究
        5.3.2 基于成本约束的资源调度模型
    5.4 基于成本约束的资源调度能耗优化算法设计
        5.4.1 调度能耗分析
        5.4.2 分层算法设计
        5.4.3 云系统自适应资源匹配调度算法设计
        5.4.4 多维合作调度算法描述
        5.4.5 传输能耗与成本分析
        5.4.6 复杂度分析
    5.5 实验结果及性能评估
        5.5.1 实验设置
        5.5.2 实验模型分析
        5.5.3 实验结果分析
        5.5.4 实验总结
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]一种云计算环境下的能效模型和度量方法[J]. 宋杰,李甜甜,闫振兴,那俊,朱志良.  软件学报. 2012(02)



本文编号：3585333