面向能耗优化的数据中心资源动态调度模型与方法
本文选题:数据中心资源 + 动态调度 ; 参考:《哈尔滨工业大学》2013年硕士论文
【摘要】:随着社会经济、科技的不断发展与进步,IT行业与人们工作、生活的关系越来越密切。IT行业的蓬勃发展使得数据中心的数量越来越多,但是大小林立的数据中心在为人们提供服务的同时,能耗问题也变成了一个日渐沉重的话题。当今时代是一个节能的时代,是我国重要的长期战略任务。数据中心能耗量的大幅度增长,已经成为供电能力的最大威胁。因此,数据中心的节能问题是当前的重点需要解决问题。那么,,数据中心主要的耗电资源设施成为了我们研究的重点。由于数据中心资源类型种类较多并且规模庞大,并且需要满足用户需求的不确定性。在这种情况下如果不对资源进行合理的控制与调度,就会造成电能的浪费。因此,以优化能耗为目标的数据中心资源动态调动问题是本文的主要研究内容。 本文首先对数据中心资源调度问题的国内外研究现状进行了分析,总结了已有的成果,提出了值得探索的研究方向,并且简要介绍了目前数据中心资源能耗仿真软件的研究情况。 文章从数据中心资源模型的建立入手,将资源按照用途划分为计算资源与物理资源,并且对主要的能耗设施的工作原理进行了详细的分析,建立了各类资源的基本模型,详细描述了数据中心资源对外提供的服务以及资源之间的交互关系。文章根据各类资源的特点与用途,建立了数据中心的能耗模型,提出了数据中心资源动态调度的问题,并对此调度问题进行了定义。针对数据中心资源调度的特点,本文给出了基于CPS的分层调度模型。 由于数据中心的资源具有多类型、多属性的特点,文章采用基于近似动态规划的方法进行资源动态调度。文章首先对近似动态规划的基本概念、求解思想与求解过程进行了详细的描述分析。然后根据近似动态规划的建模思想建立了数据中心资源动态调度模型,根据此类问题的特点,提出了求解问题的启发式规则,并且结合问题模型与求解规则提出了此问题基于近似动态规划算法的解决方法,并对算法进行了训练阶段的实验。 文章实现了一个数据中心资源能耗仿真软件,将EnergyPlus与Green CloudSimulator进行了集成,并对训练结果的实验结果在此平台上进行了应用仿真实验,验证了算法的正确性与有效性,并且与其他的调度算法做了比较,验证了基于近似动态规划数据中心资源动态调度算法的优越性。
[Abstract]:With the development of society and economy, the continuous development and progress of science and technology, the relationship between IT industry and people's work, the flourishing development of IT industry makes the number of data centers more and more. But while large and small data centers serve people, energy consumption has become a growing issue. Today is an energy-saving era, is an important long-term strategic task of our country. The large increase of energy consumption in data center has become the biggest threat to power supply capacity. Therefore, the data center energy-saving problem is the current key need to solve the problem. So, the main power-consuming facilities in the data center have become the focus of our research. Because of the variety of data center resource types and the large scale, it needs to meet the uncertainty of user needs. In this case, if the resources are not properly controlled and scheduled, it will lead to the waste of electricity. Therefore, the dynamic mobilization of data center resources aiming at optimizing energy consumption is the main content of this paper. Firstly, this paper analyzes the domestic and international research status of data center resource scheduling problem, summarizes the existing results, and puts forward the research direction that is worth exploring. And briefly introduces the current data center energy consumption simulation software research situation. Starting with the establishment of the resource model of the data center, the paper divides the resources into computational resources and physical resources according to their use. The working principle of the main energy consumption facilities is analyzed in detail, and the basic models of various kinds of resources are established. The service provided by data center resources and the interaction between them are described in detail. According to the characteristics and uses of all kinds of resources, the energy consumption model of data center is established, the problem of dynamic scheduling of data center resources is put forward, and the scheduling problem is defined. According to the characteristics of data center resource scheduling, this paper presents a hierarchical scheduling model based on CPS. Due to the multi-type and multi-attribute characteristics of the resources in the data center, this paper adopts a method based on approximate dynamic programming for the dynamic scheduling of resources. In this paper, the basic concept of approximate dynamic programming, the idea of solving and the process of solving are described and analyzed in detail. Then, according to the modeling idea of approximate dynamic programming, the dynamic scheduling model of data center resources is established. According to the characteristics of this kind of problems, a heuristic rule is proposed to solve the problem. A solution based on approximate dynamic programming algorithm is proposed based on the problem model and solution rules, and the algorithm is tested in the training stage. In this paper, a data center resource energy consumption simulation software is implemented, which integrates EnergyPlus and Green CloudSimulator. The simulation results of the training results are applied on this platform to verify the correctness and effectiveness of the algorithm. And compared with other scheduling algorithms, the superiority of resource dynamic scheduling algorithm based on approximate dynamic programming data center is verified.
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TP308;TP301.6
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 秦丽;;天狮集团 数据中心搬迁倒计时[J];信息方略;2010年12期
2 ;技术+规划=成功——惠普亚特兰大数据中心整合[J];每周电脑报;1999年48期
3 ;24×7成功法则——简述263首都在线数据中心建设[J];每周电脑报;2000年50期
4 胡维浩;浅谈数据中心的安全运行管理[J];华南金融电脑;2002年10期
5 ;让你的机架式设备不再“发高烧”[J];数码世界;2005年03期
6 N博士;数据中心要降温更要节能[J];中国计算机用户;2005年42期
7 N博士;;机房布设需长远规划[J];中国计算机用户;2006年30期
8 王志欣;;编好一个“篮子”[J];软件世界;2006年22期
9 宿建光;;把握企业计算未来 HP颠覆IT经济[J];通信世界;2006年45期
10 宿建光;;Radware帮助数据中心实现“节能环保”[J];通信世界;2007年13期
相关会议论文 前10条
1 谢信耐;;以信息化促进体院管理改革——构建数据中心的设想[A];第七届全国体育科学大会论文摘要汇编(二)[C];2004年
2 丁豪;;数据中心高可靠性供电方案研究[A];土木建筑学术文库(第15卷)[C];2011年
3 王永明;李兴林;;船舶远程识别与跟踪系统的发展与应用[A];第五届卫星通信新业务新技术学术年会暨卫星通信系统网间互联互通与接口标准研讨会论文集[C];2009年
4 王];;行业统一数据中心在吉林烟草的实践[A];华北、东北地区2007年度烟草学术交流研讨会论文集[C];2007年
5 ;美国Airflow数据中心专用空调机[A];全国暖通空调制冷1996年学术年会资料集[C];1996年
6 邓莉;;浅谈数据中心的信息安全管理策略[A];网络安全技术的开发应用学术会议论文集[C];2002年
7 王新峰;;浅谈数据中心建设和商务智能(BI)的开发与实施[A];河南省烟草学会2008年学术交流获奖论文集(上)[C];2008年
8 孙壮志;;基于信息集成的数据中心的实现[A];中国烟草行业信息化研讨会论文集[C];2004年
9 刘圣庆;;提高数据中心机房安全可靠探讨[A];通信电源新技术论坛——2008通信电源学术研讨会论文集[C];2008年
10 王其英;;通信行业数据机房建设新概念[A];中国石油石化工程技术和物装手册(第二分册)[C];2003年
相关重要报纸文章 前10条
1 ;数据中心在变化[N];计算机世界;2004年
2 郑燃;数据中心绿色蜕变[N];政府采购信息报;2008年
3 马磊;绿色数据中心不能光说不练[N];政府采购信息报;2008年
4 本报记者 刘洪宇;嘉实基金打造高端数据中心[N];中国计算机报;2008年
5 本报记者 吴玉征;万和证券数据中心节能故事[N];计算机世界;2009年
6 电脑商报记者 祁萌;数据中心面临的挑战依然存在[N];电脑商报;2010年
7 本报记者 于翔;数据中心向云扩展[N];网络世界;2010年
8 本报记者 胡英;新一代数据中心引发交换机变革[N];计算机世界;2010年
9 本报记者 郭涛;数据中心的“瘦身”良方[N];中国计算机报;2008年
10 张静;构建新一代数据中心中国数据中心用户大会召开[N];中国计算机报;2008年
相关博士学位论文 前10条
1 张鹏;数据中心网络的流量管理和优化问题研究[D];北京邮电大学;2013年
2 孙鑫;面向云环境数据中心的高效资源调度机制研究[D];北京邮电大学;2012年
3 陈辉;基于虚拟化环境的数据中心节能管理技术研究[D];北京邮电大学;2012年
4 赵威;电网数据中心的数据安全问题研究[D];燕山大学;2011年
5 王智明;云数据中心资源调度机制研究[D];北京邮电大学;2012年
6 曹家鑫;数据中心中的一种可扩展和高效的可靠组数据传输方法[D];中国科学技术大学;2013年
7 刘晓茜;云计算数据中心结构及其调度机制研究[D];中国科学技术大学;2011年
8 张剑飞;大规模数据中心可扩展交换与网络拓扑结构研究[D];吉林大学;2013年
9 谭鹏许;云计算环境下安全分布式存储架构与容错技术研究[D];解放军信息工程大学;2013年
10 梅智胜;我国传统药物知识保护研究[D];中国中医科学院;2007年
相关硕士学位论文 前10条
1 齐文艳;面向能耗优化的数据中心资源动态调度模型与方法[D];哈尔滨工业大学;2013年
2 后国超;基于Web的医疗数据交换中心的设计与实现[D];大连理工大学;2004年
3 魏金强;多维分析技术在教务管理系统中的应用与研究[D];北方工业大学;2006年
4 何煜翔;银行数据中心灾难恢复系统研究与实践[D];上海交通大学;2007年
5 夏东盛;高职数字化校园的设计与实现[D];华东师范大学;2008年
6 孙夏爽;多数据中心负载均衡调度的研究[D];电子科技大学;2013年
7 朱应国;基于VRRP高可靠性数据中心的应用研究与实践[D];江南大学;2009年
8 董凤江;烟草贸易数据中心系统研究[D];上海交通大学;2008年
9 王洪亮;云数据中心操作系统设计与实现[D];山东大学;2012年
10 张琦;电信企业数据中心的设计与实现[D];西安电子科技大学;2010年
本文编号:1870605
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/1870605.html