面向能耗優(yōu)化的數(shù)據(jù)中心資源動態(tài)調度模型與方法.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟、科技的不斷發(fā)展與進步,IT行業(yè)與人們工作、生活的關系越來越密切。IT行業(yè)的蓬勃發(fā)展使得數(shù)據(jù)中心的數(shù)量越來越多,但是大小林立的數(shù)據(jù)中心在為人們提供服務的同時,能耗問題也變成了一個日漸沉重的話題。當今時代是一個節(jié)能的時代,是我國重要的長期戰(zhàn)略任務。數(shù)據(jù)中心能耗量的大幅度增長,已經(jīng)成為供電能力的最大威脅。因此,數(shù)據(jù)中心的節(jié)能問題是當前的重點需要解決問題。那么,數(shù)據(jù)中心主要的耗電資源設施成為了我們研究的重點。由于數(shù)據(jù)中心資源類型種

2、類較多并且規(guī)模龐大,并且需要滿足用戶需求的不確定性。在這種情況下如果不對資源進行合理的控制與調度,就會造成電能的浪費。因此,以優(yōu)化能耗為目標的數(shù)據(jù)中心資源動態(tài)調動問題是本文的主要研究內容。
　　本文首先對數(shù)據(jù)中心資源調度問題的國內外研究現(xiàn)狀進行了分析,總結了已有的成果,提出了值得探索的研究方向,并且簡要介紹了目前數(shù)據(jù)中心資源能耗仿真軟件的研究情況。
　　文章從數(shù)據(jù)中心資源模型的建立入手,將資源按照用途劃分為計算資源與物理資源

3、,并且對主要的能耗設施的工作原理進行了詳細的分析,建立了各類資源的基本模型,詳細描述了數(shù)據(jù)中心資源對外提供的服務以及資源之間的交互關系。文章根據(jù)各類資源的特點與用途,建立了數(shù)據(jù)中心的能耗模型,提出了數(shù)據(jù)中心資源動態(tài)調度的問題,并對此調度問題進行了定義。針對數(shù)據(jù)中心資源調度的特點,本文給出了基于CPS的分層調度模型。
　　由于數(shù)據(jù)中心的資源具有多類型、多屬性的特點,文章采用基于近似動態(tài)規(guī)劃的方法進行資源動態(tài)調度。文章首先對近似動態(tài)規(guī)

4、劃的基本概念、求解思想與求解過程進行了詳細的描述分析。然后根據(jù)近似動態(tài)規(guī)劃的建模思想建立了數(shù)據(jù)中心資源動態(tài)調度模型,根據(jù)此類問題的特點,提出了求解問題的啟發(fā)式規(guī)則,并且結合問題模型與求解規(guī)則提出了此問題基于近似動態(tài)規(guī)劃算法的解決方法,并對算法進行了訓練階段的實驗。
　　文章實現(xiàn)了一個數(shù)據(jù)中心資源能耗仿真軟件,將EnergyPlus與GreenCloudSimulator進行了集成,并對訓練結果的實驗結果在此平臺上進行了應用仿真實驗