基于排队论的数据中心节能策略研究

发布时间：2017-03-22 14:02

  本文关键词：基于排队论的数据中心节能策略研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着互联网的不断普及,各种前端的技术也随之而生,云计算以及其他方便快捷的通信方式使得大型数据中心得到越来越多人的关注。其中,数据中心的节能问题以及提高性能的方法引起了众多业界人士的兴趣。然而,至今为止,很少有研究采用具体方法对数据中心节能问题做出足够详细的分析,并与数据中心的服务质量问题相结合,寻找最优化的动态解决方案。对此,本文基于排队论的方法,使用数学建模的方式对数据中心内能耗与性能之间的关系进行了详细分析,在指出两者相互制约的关系的同时建立优化目标,寻求折中的有利于性能和能耗两个变量的最优化解。本文的研究范围基本概括了现阶段所研究的大型数据中心的几种类型:常规M/M/n系统模型下的数据中心,比较少见的G/M/A系统模型下的数据中心,独立进行优化和决策的单一数据中心,还有多个数据中心联合在一起使用整体决策的情况,此外,本文也着重讨论了数据中心的同构和异构情况,并针对两者不同的性质,提出不同的内部优化方案。理论化的同构数据中心内部的服务器动态调整是本文的最初出发点,其具体推导过程已在文中详细给出,虽然与异构数据中心的研究方法大不相同,但是基于同构数据中心理想模型的数学量化方法具有良好的参考价值,同时本文基于同构数据中心的仿真研究也发现了很多优化系统时的细小问题,并为后面的研究提供了经验。对于多域的数据中心,本文依然以基于同构数据中心的模型处理,将重心放在负载均衡与能源利用的联合优化上,同时将数据中心内部的服务器分配决策与数据中心外界的任务分配决策分开,简化了求解过程。而对于多域数据中心的仿真结果证明了多数据中心之间相互合作提高利益的可行性。最后,本文根据在同构数据中心研究中得到的一些普遍性结论以及经验,利用异构数据中心内部的服务器差异,改善了一种已有的异构中心节能策略,提高了动态分配时的系统稳定性。
【关键词】：排队论 节能 负载均衡 同构数据中心 异构数据中心
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O226;TP308
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究工作的背景与意义9-10
• 1.2 研究近况10-13
• 1.3 本文的主要贡献与创新13
• 1.4 本论文的结构安排13-15
• 第二章 同构数据中心内的能源问题分析15-30
• 2.1 系统模型15-17
• 2.2 M/M/n+m1+m2模型分析17-21
• 2.2.1 马尔科夫链17-19
• 2.2.2 闭型解19-21
• 2.3 最优化目标函数21-23
• 2.4 G/M/A模型分析23-26
• 2.4.1 模型内各参数介绍与求解方法23
• 2.4.2 G/M/A模型状态概率的具体求解过程23-26
• 2.5 仿真分析26-28
• 2.5.1 仿真方案26
• 2.5.2 运行结果26-28
• 2.6 本章小结28-30
• 第三章 多数据中心之间的联合节能策略30-42
• 3.1 多数据中心之间的联合系统模型31-32
• 3.2 目标问题方程32-37
• 3.2.1 数据中心内部参数与整体参数的关系33-35
• 3.2.2 计算限制函数35-36
• 3.2.3 业务需求的分配36-37
• 3.3 仿真结果分析37-41
• 3.3.1 仿真参数设置37-38
• 3.3.2 仿真结果分析38-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第四章 异构数据中心内的节能问题42-57
• 4.0 系统模型43-44
• 4.1 服务器的分类与优先级44-45
• 4.2 系统的数学模型分析45-50
• 4.2.1 任务分类45-47
• 4.2.2 服务器资源预测47-48
• 4.2.3 服务器容量分配策略及系统目标函数48-50
• 4.3 目标函数求解方法50-51
• 4.3.1 放宽求解范围50-51
• 4.3.2 基于“容器”的供应CBP51
• 4.4 异构数据中心节能举例51-53
• 4.4.1 数学模型内各参数52
• 4.4.2 任务到达时的调度策略52-53
• 4.5 仿真与结果分析53-55
• 4.5.1 仿真参数设置53-54
• 4.5.2 仿真结果分析54-55
• 4.6 本章小结55-57
• 第五章 全文总结与展望57-58
• 5.1 全文总结57
• 5.2 后续工作展望57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-62
• 附录62-65
• 攻读硕士学位期间取得的成果65-66

【参考文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 吴姗;有限容量可变服务台排队系统分析[D];南京理工大学;2008年

  本文关键词：基于排队论的数据中心节能策略研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：261624