面向云计算的能效优先智能管理策略与技术研究
[Abstract]:In the field of IT, various "green" computing technologies have also begun to enter the research scope of researchers. In recent years, cloud computing, as a new computing model, has been widely concerned by industry and academia. With the increasing demand of users for cloud computing, the scale of cloud data center is becoming larger and larger, and its energy consumption problem is becoming more and more serious. The global data center increased by about 56 percent from 2005 to 2010, and the energy consumption of data center in the United States increased by 36 percent. A data center with 50,000 nodes consumes more than 100 million kilowatt-hours of electricity a year, accounting for 40 percent of the operation and maintenance costs of a data center. In China, the data center of communication operators is a large power consumer. By 2020, the world's leading cloud computing operators will consume nearly 2 trillion kilowatt-hours. Therefore, there is an urgent need to study energy saving technology in cloud environment. Cloud computing energy consumption has gradually become an important factor restricting the development of cloud computing. How to reduce network energy consumption and improve the overall energy efficiency of the network is the focus of this paper. It is found that 20% of the links in the current network carry 80% of the traffic load, which indicates that the design of most networks is unreasonable. In addition, most networks use redundant design to meet burst traffic, link congestion and other network burst problems, but the probability of burst problems is small, so a lot of resources are wasted. And most of the network energy saving algorithms are designed only for energy saving, without considering whether the performance of the network will be reduced after the dormant link, how to improve the network energy efficiency, and how to ensure the minimum performance change of the network is the purpose of this paper. Based on the theory of multi-objective optimization and evolutionary algorithm, this paper studies the efficient routing strategy and dormancy strategy suitable for different scale cloud computing networks under the background of separation of control level and data level. On the basis of ensuring QoS, priority is given to improving network energy efficiency. This paper mainly realizes energy efficiency network through two aspects, one is efficient routing strategy, the other is dormancy strategy. Firstly, a multi-objective optimization model is designed according to minimizing the bit energy consumption and delay of the network, and an energy efficiency priority routing algorithm based on discrete particle swarm optimization (S-PSO-EERA) is proposed, and the maximum utilization limit of the network link is guaranteed by rerouting strategy, and the number of request blocking is reduced. Then, a multi-objective optimization model is designed according to the minimum network bit energy consumption maximization network dormancy link number, and a multi-objective energy efficiency priority routing algorithm (NSGAII-FR-EERA) based on multi-objective genetic algorithm and flow redirection is proposed. The algorithm includes two parts: efficient routing strategy based on multi-objective genetic algorithm (NSGAII-EERA) and link dormancy strategy based on flow redirection (FR-LSA). Finally, the energy efficiency of the network and the performance of the network are analyzed by simulation experiments for different scale networks and different traffic loads, and compared with the classical routing algorithm and dormancy algorithm. The simulation results show that the two multi-objective energy efficiency priority routing algorithms based on evolutionary algorithm are feasible, effective and extensible.
【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】:TP3
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,本文编号:2512589
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