绿色数据中心节能技术研究

发布时间：2017-05-06 21:11

  本文关键词：绿色数据中心节能技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：如今,人类社会的飞速发展所造成的能源危机和气候问题日趋严重,各行各业都在开展节能减排工作。随着信息通信技术(ICT,InformationCommunication Technology)的迅猛发展,人类进入了互联网时代,互联网行业所消耗电力的比重越来越大。云计算是当今互联网的主流技术,作为云计算的核心,数据中心日益增长的电力消耗问题不容小觑。因此,开展绿色数据中心节能技术研究的必要性是显而易见的。目前对于数据中心节能技术的研究主要集中在数据中心网络和服务器两方面。对于数据中心网络,本文主要是针对交换机进行节能,作为构建数据中心网络的基础设施,数据中心网络的能耗绝大部分来自交换机。休眠模式是目前采用的较为主流的节能研究方式,它的主要思想是将网络中处于空闲状态的交换机设置为休眠状态,仅仅保留很少一部分电力消耗以应对突发流量导致的交换机唤醒。本文的研究也是基于休眠模式,首先对数据中心各种典型的网络拓扑进行研究和分析,针对经典的胖树(Fat Tree)拓扑提出了一种基于遗传算法的节能方案,仿真结果表明节能效果优于Elastic Tree等算法;同时,为了保证网络的可靠性,本文对节能后的拓扑进行修补,增加了业务量节点对之间的等价路径数量,以抵抗网络失效带来的业务丢失问题。本文还对虚拟数据中心的节能问题进行了研究,通过对数据中心采用虚拟化技术,实现整个数据中心的节能。虚拟数据中心到物理数据中心的映射,包括虚拟机映射和虚拟链路映射。作者通过设计合理的虚拟数据中心节能映射算法实现数据中心网络和服务器的同时节能。针对虚拟数据中心的弹性请求,作者设计了两种在线节能映射算法,分别是服务器优先映射节能算法和联合映射节能算法。
【关键词】：数据中心 节能 交换机 服务器 映射
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP308;TM92
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 绪论13-24
• 1.1 云计算13-15
• 1.2 数据中心的现状和发展15-17
• 1.2.1 数据中心的结构15-16
• 1.2.2 数据中心的分类和分级16-17
• 1.3 数据中心的节能研究17-22
• 1.3.1 研究背景和意义17-19
• 1.3.2 国内外研究现状和趋势19-22
• 1.4 本文贡献及章节安排22-24
• 第二章 数据中心网络拓扑和能耗模型研究24-34
• 2.1 引言24
• 2.2 数据中心的网络拓扑24-30
• 2.2.1 传统的数据中心网络拓扑结构24-25
• 2.2.2 新型数据中心网络拓扑25-29
• 2.2.2.1 以交换机为中心的拓扑结构26-27
• 2.2.2.2 以服务器为中心的拓扑结构27-29
• 2.2.3 数据中心网络拓扑总结29-30
• 2.3 数据中心能耗建模30-32
• 2.3.1 交换机的能耗30-32
• 2.3.2 服务器的能耗32
• 2.4 本章小结32-34
• 第三章 数据中心网络节能算法研究34-55
• 3.1 问题描述及分析34
• 3.2 解决思路34-38
• 3.3 问题数学模型的建立38-40
• 3.4 问题的求解40-51
• 3.4.1 遗传算法的介绍40-42
• 3.4.2 遗传算法设计42-46
• 3.4.3 实验仿真及结果分析46-51
• 3.4.3.1 仿真环境和参数设置46-47
• 3.4.3.2 不同业务种类下的算法性能对比47-49
• 3.4.3.3 与其他算法的对比49-51
• 3.5 网络可靠性的保证51-53
• 3.6 本章小结53-55
• 第四章 虚拟数据中心节能算法研究55-71
• 4.1 引言55
• 4.2 虚拟数据中心55-59
• 4.2.1 虚拟化技术55-56
• 4.2.2 虚拟数据中心的网络模型56-57
• 4.2.3 虚拟数据中心的映射57-59
• 4.3 虚拟数据中心节能管理框架59-60
• 4.4 虚拟数据中心节能映射算法60-66
• 4.4.1 服务器优先映射节能算法60-63
• 4.4.1.1 算法设计60-62
• 4.4.1.2 算法流程图62-63
• 4.4.2 联合映射节能算法63-66
• 4.4.2.1 算法设计63-65
• 4.4.2.2 算法流程图65-66
• 4.5 实验仿真及结果分析66-69
• 4.5.1 仿真环境和参数设置66
• 4.5.2 性能指标66-67
• 4.5.3 仿真结果与分析67-69
• 4.6 本章小结69-71
• 第五章 总结与展望71-73
• 5.1 总结71
• 5.2 下一步展望71-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-77
• 攻读硕士期间取得的研究成果77-78

【共引文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 张树本;云计算数据中心的能耗成本建模与优化研究[D];中国科学技术大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 王芳;分布式系统中节能的数据摆放和任务调度算法的研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

2 杨振兴;基于云计算环境的资源提供优化策略研究[D];大连理工大学;2014年

3 田苗苗;云数据中心虚拟机的低能耗部署和迁移策略[D];中国科学技术大学;2015年

  本文关键词：绿色数据中心节能技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：349151