基于虚拟机迁移的云平台资源优化策略研究
发布时间：2020-12-14 07:57
能耗问题是云计算平台的一个重要问题,随着云计算和互联网的快速发展、云计算中心规模的日益扩大,其能耗开销变得愈加严重。其中,虚拟化技术是改善云计算中心能耗问题的重要方式,通过部署虚拟机来实现云平台的资源配置平衡,能够达到节能的目的。本文在前人研究的基础上,针对云平台中的两种不同类型的任务,以虚拟机迁移为研究内容,提出了两种不同的迁移策略,来达到降低云平台的能耗和提升能效的目标,本文的主要工作内容包括以下两方面:(一)针对计算密集型任务的虚拟机集群,本文提出了一种基于改进遗传算法的虚拟机迁移策略,将虚拟机迁移抽象为二维装箱问题。通过改进遗传算法的选择交叉变异过程,对算法进行优化。在H3C的云实验平台上进行本文提出策略的验证,实验表明,改进遗传算法对计算密集型任务云计算集群的能效提升显著,节约能耗在8.9%~10.3%之间。(二)针对同时具有网络服务和计算密集型任务的虚拟机集群,本文提出了一种改进模拟退火算法作为具有网络服务型云计算环境的能效提升策略,从降低虚拟机间的数据流量和降低云环境的能耗进行考虑,将虚拟机迁移过程抽象为三维装箱问题。在H3C的云实验平台上进行本文提出策略的验证,实验表明...
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
云计算框架结构
图 2-2 全球年度服务器支出 公司对全球 IDC 服务器支出的数据分析如图 2-2。由图可知，云计算数据出主要为三个方面：电力及冷却费用，服务器维护和人工管理成本以及新在 1996-2010 年中，电力消耗和集群的维护成本在不断的增高，新硬件的不大。通过这三个方面进行云计算数据中心的节能降耗的可能性分析，电力及冷却能耗方面：随着数据中心规模的不断扩大，集群所需要的电力制冷费用也在不断的增加，存在这降低能耗的可能性。管理维护方面：随着人力成本的不断上升，管理和维护集群的费用也在不过虚拟化技术和改进集群的管理方式，可以进一步的降低管理维护费用，相对较大。硬件成本方面：随着硬件技术的不断发展，摩尔定律仍适用于现今的情况，断的降低，且根据图 2-2 显示进一步降低硬件成本的可能性比较小。文献[22]，云计算数据中心的电力消耗分布如图 2-3，可以看出数据中心中
图 2-3 数据中心的电力消耗分布本文为了更清晰的阐述能效提升策略，将云计算数据中心的能耗问题分割为两个方面：集群服务器物理机能源消耗和基础设施能源消耗。物理机能源消耗指物理机消耗的电能，是本文的研究内容；基础设施能耗包括云计算中心的空调系统、照明系统、电源系统和制冷系统以及网络存储等 IT 设备的能源消耗。随着云计算数据中心规模的不断扩大，集群中物理机数量也在不断增加，数据中心对应的基础设施的资源消耗不断增长，集群消耗的电量也在不断增加。目前大多数云计算数据中心的资源利用率并不高，集群中的大多数物理机长时间处于利用率极低或空闲状态，利用率极低的物理机中的没有进行虚拟机迁移，空闲物理机也没有进行停机处理。这样不仅不能够为数据中心的执行效率作出贡献，还消耗了大量资源，因此如何能够高效地提高数据中心利用率和降低利用率低下物理机数量的亟待解决问题。2.2.2 能效提升策略本文云平台的能效提升策略主要针对于云计算集群中物理机，在云计算数据规模一
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于网络感知的两阶段虚拟机放置算法[J]. 汪晓洁,徐明伟,王思秀,朱义鑫. 计算机工程. 2017(08)
[2]云计算中虚拟机放置多目标优化[J]. 李硕硕,孙红. 软件导刊. 2016(11)
[3]基于改进遗传算法的Web服务优化组合研究[J]. 徐甜,刘凌霞. 计算机应用与软件. 2016(05)
[4]基于多目标优化的虚拟机放置技术研究[J]. 赵经华. 软件导刊. 2016(04)
[5]云计算中基于能耗优化的虚拟机多目标放置算法[J]. 许波,陈珂,朱兴统,彭志平. 小型微型计算机系统. 2014(06)
[6]云环境下面向能耗降低的虚拟机部署算法[J]. 周舟,胡志刚. 华南理工大学学报(自然科学版). 2014(05)
[7]求解三维装箱问题的多层启发式搜索算法[J]. 张德富,彭煜,张丽丽. 计算机学报. 2012(12)
[8]虚拟化云计算平台的能耗管理[J]. 叶可江,吴朝晖,姜晓红,何钦铭. 计算机学报. 2012(06)
[9]云计算中虚拟机放置的自适应管理与多目标优化[J]. 李强,郝沁汾,肖利民,李舟军. 计算机学报. 2011(12)
[10]虚拟化数据中心资源调度研究[J]. 宋维佳,马皓,肖臻,张晓军,张蓓. 广西大学学报(自然科学版). 2011(S1)
博士论文
[1]云计算数据中心的能耗成本建模与优化研究[D]. 张树本.中国科学技术大学 2015
[2]云数据中心中虚拟机放置和实时迁移研究[D]. 马飞.北京交通大学 2013
硕士论文
[1]基于三维装箱问题的混合遗传模拟退火算法的改进[D]. 陈丽.郑州大学 2013
本文编号：2916105
【文章来源】：河南大学河南省
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
云计算框架结构
图 2-2 全球年度服务器支出 公司对全球 IDC 服务器支出的数据分析如图 2-2。由图可知，云计算数据出主要为三个方面：电力及冷却费用，服务器维护和人工管理成本以及新在 1996-2010 年中，电力消耗和集群的维护成本在不断的增高，新硬件的不大。通过这三个方面进行云计算数据中心的节能降耗的可能性分析，电力及冷却能耗方面：随着数据中心规模的不断扩大，集群所需要的电力制冷费用也在不断的增加，存在这降低能耗的可能性。管理维护方面：随着人力成本的不断上升，管理和维护集群的费用也在不过虚拟化技术和改进集群的管理方式，可以进一步的降低管理维护费用，相对较大。硬件成本方面：随着硬件技术的不断发展，摩尔定律仍适用于现今的情况，断的降低，且根据图 2-2 显示进一步降低硬件成本的可能性比较小。文献[22]，云计算数据中心的电力消耗分布如图 2-3，可以看出数据中心中
图 2-3 数据中心的电力消耗分布本文为了更清晰的阐述能效提升策略，将云计算数据中心的能耗问题分割为两个方面：集群服务器物理机能源消耗和基础设施能源消耗。物理机能源消耗指物理机消耗的电能，是本文的研究内容；基础设施能耗包括云计算中心的空调系统、照明系统、电源系统和制冷系统以及网络存储等 IT 设备的能源消耗。随着云计算数据中心规模的不断扩大，集群中物理机数量也在不断增加，数据中心对应的基础设施的资源消耗不断增长，集群消耗的电量也在不断增加。目前大多数云计算数据中心的资源利用率并不高，集群中的大多数物理机长时间处于利用率极低或空闲状态，利用率极低的物理机中的没有进行虚拟机迁移，空闲物理机也没有进行停机处理。这样不仅不能够为数据中心的执行效率作出贡献，还消耗了大量资源，因此如何能够高效地提高数据中心利用率和降低利用率低下物理机数量的亟待解决问题。2.2.2 能效提升策略本文云平台的能效提升策略主要针对于云计算集群中物理机，在云计算数据规模一
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于网络感知的两阶段虚拟机放置算法[J]. 汪晓洁,徐明伟,王思秀,朱义鑫. 计算机工程. 2017(08)
[2]云计算中虚拟机放置多目标优化[J]. 李硕硕,孙红. 软件导刊. 2016(11)
[3]基于改进遗传算法的Web服务优化组合研究[J]. 徐甜,刘凌霞. 计算机应用与软件. 2016(05)
[4]基于多目标优化的虚拟机放置技术研究[J]. 赵经华. 软件导刊. 2016(04)
[5]云计算中基于能耗优化的虚拟机多目标放置算法[J]. 许波,陈珂,朱兴统,彭志平. 小型微型计算机系统. 2014(06)
[6]云环境下面向能耗降低的虚拟机部署算法[J]. 周舟,胡志刚. 华南理工大学学报(自然科学版). 2014(05)
[7]求解三维装箱问题的多层启发式搜索算法[J]. 张德富,彭煜,张丽丽. 计算机学报. 2012(12)
[8]虚拟化云计算平台的能耗管理[J]. 叶可江,吴朝晖,姜晓红,何钦铭. 计算机学报. 2012(06)
[9]云计算中虚拟机放置的自适应管理与多目标优化[J]. 李强,郝沁汾,肖利民,李舟军. 计算机学报. 2011(12)
[10]虚拟化数据中心资源调度研究[J]. 宋维佳,马皓,肖臻,张晓军,张蓓. 广西大学学报(自然科学版). 2011(S1)
博士论文
[1]云计算数据中心的能耗成本建模与优化研究[D]. 张树本.中国科学技术大学 2015
[2]云数据中心中虚拟机放置和实时迁移研究[D]. 马飞.北京交通大学 2013
硕士论文
[1]基于三维装箱问题的混合遗传模拟退火算法的改进[D]. 陈丽.郑州大学 2013
本文编号：2916105
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