基于CPU调频技术的云数据中心节能调度算法

发布时间：2017-09-06 18:34

  本文关键词：基于CPU调频技术的云数据中心节能调度算法

  更多相关文章： 云数据中心 能耗 用户服务等级协议SLA CPU频率调节 虚拟机迁移

【摘要】：云数据中心的高能耗已经成为亟待解决的问题。近年来,数据中心的组织层次越来越复杂,规模越来越大,这对能耗管理提出了更严峻的挑战。本文研究基于CPU调频技术的虚拟机调度算法(SCFS)以减少系统能耗。 本文的主要工作包括：OpenStack Essex云管理平台的搭建,物理机资源监控系统的创建,CPU变频能耗模型的提出与修正,OpenStack虚拟机调度算法的设计及实现,对比实验及结果分析。着重研究了虚拟机负载不同类型应用下SCFS与传统调度算法的不同效果。SCFS以CPU频率调节为基础,在虚拟机初始放置阶段,通过启发式的蚁群算法得到多目标优化的放置结果,达到减少能耗与满足SLA的综合效果；在虚拟机动态管理阶段,通过运用自回归预测法和CPU频率调节技术,减少了传统方法中通过迁移虚拟机调整CPU利用率的次数,降低了的迁移代价。 在21台联想x86机器集群的实验结果表明,基于CPU频率调节的节能算法(SCFS)在节能和满足SLA方面大大优于传统的Best Fit Descending和First Fit Descending方法。文章最后对实验存在的一些不足做了分析,提出了改进的措施和未来研究的新方向。
【关键词】：云数据中心 能耗 用户服务等级协议SLA CPU频率调节 虚拟机迁移
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP308
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 引言10-17
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 研究现状11-15
• 1.3 本文组织架构15-17
• 2 相关概念及预备知识17-33
• 2.1 数据中心基本架构17-23
• 2.1.1 OpenStack概念17-18
• 2.1.2 OpenStack计算组件-OpenStack Compute18-20
• 2.1.3 OpenStack镜像管理组件-OpenStack Image Service20-21
• 2.1.4 OpenStack存储组件-OpenStack Object Storage21-23
• 2.2 虚拟化技术23-27
• 2.2.1 虚拟化的概念23-24
• 2.2.2 虚拟化的发展过程24
• 2.2.3 虚拟化分类24-27
• 2.3 虚拟机迁移技术27-33
• 2.3.1 动态迁移的性能参数27
• 2.3.2 动态迁移的整体框架27-29
• 2.3.3 动态迁移实施阶段29-31
• 2.3.4 虚拟机动态迁移对云数据中心资源调度的影响31-33
• 3 CPU变频能耗模型33-40
• 3.1 CPU调频技术33
• 3.2 CPU变频能耗模型33-40
• 3.2.1 能耗模型理论推导34-35
• 3.2.2 模型验证实验35-40
• 4 数据中心虚拟机初始化放置算法40-48
• 4.1 虚拟机放置方案优化目标的选定40-42
• 4.2 放置方案搜索算法的选择42-44
• 4.3 虚拟机放置方案的生成44-48
• 5 数据中心虚拟机动态管理算法48-55
• 5.1 调整时机的选择49-50
• 5.2 调节CPU频率应对负载变化50
• 5.3 待迁虚拟机的选择50-52
• 5.4 目的物理机的选择52-55
• 6 对比实验及结果分析55-61
• 6.1 实验环境55-56
• 6.2 实验结果56-61
• 6.2.1 初始化放置实验56-57
• 6.2.2 综合实验57-61
• 7 总结与展望61-63
• 7.1 本文主要工作61
• 7.2 研究与展望61-63
• 参考文献63-66
• 作者简历66-68
• 学位论文数据集68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 ;中国云计算数据中心发展现状[J];硅谷;2012年09期

2 李晓伟;沈艳秋;;云计算及其发展进程[J];科技信息;2011年15期

3 张伟;宋莹;阮利;祝明发;肖利民;;面向Internet数据中心的资源管理[J];软件学报;2012年02期

4 谷立静;周伏秋;孟辉;;我国数据中心能耗及能效水平研究[J];中国能源;2010年11期

，

本文编号：804773