基于服務(wù)器集群預(yù)留機(jī)制的高級云體系架構(gòu)研究.pdf

1、當(dāng)前信息領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)--云計(jì)算帶動了整個商業(yè)模式的轉(zhuǎn)變，延伸出了新的商業(yè)體系。對于終端用戶來說，它宣告了低成本提供超級計(jì)算時代的到來，給用戶、產(chǎn)業(yè)界及各國政府帶來深遠(yuǎn)影響與變革。作為信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)最深刻的變革，云計(jì)算以服務(wù)的形式向各種用戶提供計(jì)算、存儲等資源，形成了一種基于虛擬化的動態(tài)的、伸縮的計(jì)算資源使用新模式。與傳統(tǒng)的基于桌面的計(jì)算資源使用模式不同，這種模式將計(jì)算、存儲等資源轉(zhuǎn)變?yōu)橄蛴脩籼峁┕卜?wù)的社會基礎(chǔ)設(shè)施，真正實(shí)現(xiàn)了信息服務(wù)

2、的透明化，并以其靈活、高效、低成本的運(yùn)作方式成為推動21世紀(jì)產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展的重要引擎。
　　然而，信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)碳排放量的全球占比的直線上升引起了專家的注意，特別是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)中的碳排放大戶數(shù)據(jù)中心。據(jù)推測，2020年全球數(shù)據(jù)中心的碳排放量將達(dá)到2059億噸，成為ICT碳足跡中增長最快的因素。數(shù)據(jù)中心作為基礎(chǔ)設(shè)施為云計(jì)算服務(wù)發(fā)揮作用的重要場所，不但承載著巨大能源消耗，其大量排放的二氧化碳對環(huán)境的影響同樣受到相關(guān)人員的關(guān)注。一個典型的云

3、計(jì)算數(shù)據(jù)服務(wù)中心包括數(shù)千臺服務(wù)器，其消耗的電力包括有效電力和無效電力兩大類，而后者占比極高，目前最好的數(shù)據(jù)服務(wù)中心的服務(wù)器設(shè)計(jì)方案的無效電力仍占65％以上。隨著云計(jì)算技術(shù)的廣泛應(yīng)用，云計(jì)算數(shù)據(jù)服務(wù)中心的能源消耗問題日益凸顯，如何平衡供應(yīng)商的成本與收益關(guān)系成為解決此問題的關(guān)鍵點(diǎn)所在。
　　本文從能源的角度研究了云計(jì)算數(shù)據(jù)服務(wù)中心電力消耗問題，主要做了以下工作：
　　(1)在云計(jì)算技術(shù)體系架構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了基于能源感知的高級云

4、體系架構(gòu)。該體系架構(gòu)包括云用戶/經(jīng)紀(jì)人、綠色服務(wù)調(diào)度器、資源虛擬化、物理層等四個層次。
　　(2)以(1)中的綠色服務(wù)調(diào)度器層為研究出發(fā)點(diǎn)，引入預(yù)留機(jī)制提出了基于服務(wù)器集群預(yù)留機(jī)制的動態(tài)分配策略。該策略提出，數(shù)據(jù)服務(wù)中心包括服務(wù)主模塊和服務(wù)預(yù)留模塊兩大服務(wù)器集群模塊。云用戶任務(wù)背叛率與處于運(yùn)行狀態(tài)的服務(wù)器數(shù)量成反比，而處于運(yùn)行狀態(tài)的服務(wù)器數(shù)量與電力消耗成正比，該策略能夠有效確定服務(wù)主模塊的服務(wù)器數(shù)量，使得云用戶任務(wù)背叛與服務(wù)中心電