云環(huán)境下基于DVFS的節(jié)能調(diào)度算法研究.pdf

1、隨著云計(jì)算的快速發(fā)展，學(xué)術(shù)界、工業(yè)界能夠方便地獲取較為低廉的計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等服務(wù)。然而，為云計(jì)算服務(wù)提供支撐的數(shù)據(jù)中心的正常運(yùn)行需要消耗巨大的能耗值，隨之帶來的對(duì)能源與環(huán)境的影響便引起越來越多的關(guān)注。由于數(shù)據(jù)中心中采用的調(diào)度算法對(duì)計(jì)算資源的有效利用影響巨大，因此興起了大量對(duì)云計(jì)算環(huán)境下中使用的調(diào)度算法的研究，旨在通過合理安排工作流并行程序的執(zhí)行，探索產(chǎn)生更低能耗的方法。近些年來動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整技術(shù)(Dynamic voltageand

2、 frequency scaling,DVFS)的出現(xiàn)，使得CPU可以根據(jù)計(jì)算能力的不同需要，動(dòng)態(tài)改變電壓與運(yùn)行頻率以達(dá)到節(jié)約能耗的目的。通過對(duì)DVFS技術(shù)的利用，我們能夠得到更靈活的調(diào)度算法用于解決能耗問題。本課題致力于研究云計(jì)算環(huán)境中在滿足服務(wù)等級(jí)協(xié)議(Service-Level Agreement，SLA)的前提下降低能耗的調(diào)度算法問題。我們的研究工作大致可以分為以下兩個(gè)階段:
　　1、第一階段，將工作流并行程序合理分解為若

3、干個(gè)子任務(wù)，通過合理安排這批任務(wù)在數(shù)據(jù)中心的異構(gòu)分布式系統(tǒng)中的執(zhí)行順序，以及對(duì)各個(gè)任務(wù)執(zhí)行所需的電壓/頻率等級(jí)值的調(diào)整，我們提出了一種啟發(fā)式調(diào)度算法GTI(Group ThenIndividual)，能夠在用戶請(qǐng)求的截止時(shí)間Deadline限制內(nèi)完成，并盡可能減少工作流并行程序所產(chǎn)生的能耗值。該算法有效的彌補(bǔ)了已有的EES(enhancedenergy-efficient scheduling)調(diào)度算法的缺陷。我們通過仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)該調(diào)度算

4、法進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明GTI調(diào)度算法較EES調(diào)度算法能夠減少更多能耗。
　　2、第二階段，通過調(diào)整GTI調(diào)度算法本身所使用的參數(shù)反復(fù)做仿真實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行觀察分析，提出優(yōu)化后的調(diào)度算法AGTI(adaptive group thenindividual)。隨后的仿真實(shí)驗(yàn)中，我們將EES、ESFS、GTI和AGTI這4種調(diào)度算法作為比較對(duì)象。其中新增了最近被提出的調(diào)度算法ESFS(Energy-aware StepwiseF