云计算环境下的节能调度模型与算法研究
发布时间：2021-04-18 19:51
云计算的发展使数据中心成为当今全球经济发展的基石,因此数据中心无论是在建设规模还是增长速度上都得到了迅猛的发展。然而大量的数据中心造成了电力能源的巨大的消耗,同时也增加了云计算的经济成本,并且导致了二氧化碳的排放量飙升,对全球气候造成难以想象的影响。因此,能耗问题成为当前云计算研究的重要课题。为了实现云数据中心能耗的有效管理与资源的合理调配,本文研究了云计算环境下的节能调度模型与算法,具有重大的现实意义。针对数据中心能源消耗巨大和能源利用效率低下的问题,本文对数据中心的节能技术、能耗模型以及任务调度算法的研究现状进行了系统的调研,分析了现有的能耗模型及任务调度算法存在的问题与难点,开展了如下工作:（1）要实现节能减排,首先要对能耗有着精确的测量,能耗模型就是衡量能耗多少的重要工具。而现代数据中心的异构性往往会导致产生的能耗差异巨大,这就对能耗模型的准确性提出了很高的要求。因此,本文将传统的能耗监控技术与虚拟化技术相结合,提出了一种异构云环境下基于虚拟机CPU频率和核数的非线性能耗模型（Nonlinear Energy Consumption Model Based on CPU Fre...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２任务调度的研宄目的??Ｆｉｇ．?１－２?Ｒｅｓｅａｒｃｈ?Ｐｕｒｐｏｓｅ?ｏｆ?Ｔａｓｋ?Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ??
算环境下的节能调度模型与算法。所做的工作主要分为能耗模型的构建和能耗感??知的多目标任务调度算法的研究，并进行实验验证。本文的主要研究内容架构图如??图１－３所示。??本文的主要工作可以具体分为两点：??（１）异构云环境下基于虚拟机ＣＰＵ频率和核数的非线性能耗模型的研究??本文试图从系统使用率的角度出发，对虚拟机层次的能耗模型进行研究。在此??基础上，进一步考虑云计算环境的异构性特征，结合虚拟化技术，基于虚拟机ＣＰＵ??的频率和核数，提出了计算密集型负载下细粒度的非线性能耗模型，并分别在单主??机单虚拟机、单主机多虚拟机、以及复杂的异构数据中心的不同场景下进行了实验，??验证了模型的有效性。??９??
只需要等待任务的最终执行结果。??２．１．１云计算的体系架构??云计算技术体系结构如图２－１所示。它可以按照如下层次划分ｔ３７］。物理资源??层、资源池层、管理中间件层和ＳＯＡ?（Ｓｅｒｖｉｃｅ－ＯｒｉｅｎｔｅｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）构建层。??ＳＯＡ构建层??服务接口?［＇服务注册?服务查找?服务访问?服务工作流??！?二二二?二：二：：－?■：二二二二？…??＂?一一二，二?＾?］??管理中间件??用广行理账号ｗ理用户坏境配ａ?用户夂可．ｔ？理监视统计?身份认证??任务管理映像部署和管理任务调度任务执行生命期管理?Ｓ??资源管理负载均衡故丨墙检测故障恢复监视统计却ｓｓｓ计??资源池层计算资源池?存储资源池?Ｍ络资源＾＾＿１据资源池?软件资源池??物资源Ｇ?计算机?以储器了?＿［＾纟各设施?数据库?软件??图２－１云计算体系架构??Ｆｉｇ．?２－１?Ｃｌｏｕｄ?ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ??（１）
【参考文献】：
期刊论文
[1]AMTS:Adaptive Multi-Objective Task Scheduling Strategy in Cloud Computing[J]. HE Hua,XU Guangquan,PANG Shanchen,ZHAO Zenghua. 中国通信. 2016(04)
[2]面向云计算数据中心的能耗建模方法[J]. 罗亮,吴文峻,张飞. 软件学报. 2014(07)
[3]面向绿色云计算数据中心的动态数据聚集算法[J]. 徐小龙,杨庚,李玲娟,王汝传. 系统工程与电子技术. 2012(09)
[4]随机任务在云计算平台中能耗的优化管理方法[J]. 谭一鸣,曾国荪,王伟. 软件学报. 2012(02)
硕士论文
[1]云计算中的能耗计量模型和节能优化机制[D]. 李妍霏.北京邮电大学 2013
本文编号：3146074
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２任务调度的研宄目的??Ｆｉｇ．?１－２?Ｒｅｓｅａｒｃｈ?Ｐｕｒｐｏｓｅ?ｏｆ?Ｔａｓｋ?Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ??
算环境下的节能调度模型与算法。所做的工作主要分为能耗模型的构建和能耗感??知的多目标任务调度算法的研究，并进行实验验证。本文的主要研究内容架构图如??图１－３所示。??本文的主要工作可以具体分为两点：??（１）异构云环境下基于虚拟机ＣＰＵ频率和核数的非线性能耗模型的研究??本文试图从系统使用率的角度出发，对虚拟机层次的能耗模型进行研究。在此??基础上，进一步考虑云计算环境的异构性特征，结合虚拟化技术，基于虚拟机ＣＰＵ??的频率和核数，提出了计算密集型负载下细粒度的非线性能耗模型，并分别在单主??机单虚拟机、单主机多虚拟机、以及复杂的异构数据中心的不同场景下进行了实验，??验证了模型的有效性。??９??
只需要等待任务的最终执行结果。??２．１．１云计算的体系架构??云计算技术体系结构如图２－１所示。它可以按照如下层次划分ｔ３７］。物理资源??层、资源池层、管理中间件层和ＳＯＡ?（Ｓｅｒｖｉｃｅ－ＯｒｉｅｎｔｅｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）构建层。??ＳＯＡ构建层??服务接口?［＇服务注册?服务查找?服务访问?服务工作流??！?二二二?二：二：：－?■：二二二二？…??＂?一一二，二?＾?］??管理中间件??用广行理账号ｗ理用户坏境配ａ?用户夂可．ｔ？理监视统计?身份认证??任务管理映像部署和管理任务调度任务执行生命期管理?Ｓ??资源管理负载均衡故丨墙检测故障恢复监视统计却ｓｓｓ计??资源池层计算资源池?存储资源池?Ｍ络资源＾＾＿１据资源池?软件资源池??物资源Ｇ?计算机?以储器了?＿［＾纟各设施?数据库?软件??图２－１云计算体系架构??Ｆｉｇ．?２－１?Ｃｌｏｕｄ?ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ?ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ??（１）
【参考文献】：
期刊论文
[1]AMTS:Adaptive Multi-Objective Task Scheduling Strategy in Cloud Computing[J]. HE Hua,XU Guangquan,PANG Shanchen,ZHAO Zenghua. 中国通信. 2016(04)
[2]面向云计算数据中心的能耗建模方法[J]. 罗亮,吴文峻,张飞. 软件学报. 2014(07)
[3]面向绿色云计算数据中心的动态数据聚集算法[J]. 徐小龙,杨庚,李玲娟,王汝传. 系统工程与电子技术. 2012(09)
[4]随机任务在云计算平台中能耗的优化管理方法[J]. 谭一鸣,曾国荪,王伟. 软件学报. 2012(02)
硕士论文
[1]云计算中的能耗计量模型和节能优化机制[D]. 李妍霏.北京邮电大学 2013
本文编号：3146074
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