基于服務器集群預留機制的高級云體系架構研究.pdf

1、當前信息領域的研究熱點--云計算帶動了整個商業(yè)模式的轉變，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算時代的到來，給用戶、產(chǎn)業(yè)界及各國政府帶來深遠影響與變革。作為信息技術產(chǎn)業(yè)最深刻的變革，云計算以服務的形式向各種用戶提供計算、存儲等資源，形成了一種基于虛擬化的動態(tài)的、伸縮的計算資源使用新模式。與傳統(tǒng)的基于桌面的計算資源使用模式不同，這種模式將計算、存儲等資源轉變?yōu)橄蛴脩籼峁┕卜盏纳鐣A設施，真正實現(xiàn)了信息服務

2、的透明化，并以其靈活、高效、低成本的運作方式成為推動21世紀產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展的重要引擎。
　　然而，信息技術產(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)中心作為基礎設施為云計算服務發(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人員的關注。一個典型的云

3、計算數(shù)據(jù)服務中心包括數(shù)千臺服務器，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)服務中心的服務器設計方案的無效電力仍占65％以上。隨著云計算技術的廣泛應用，云計算數(shù)據(jù)服務中心的能源消耗問題日益凸顯，如何平衡供應商的成本與收益關系成為解決此問題的關鍵點所在。
　　本文從能源的角度研究了云計算數(shù)據(jù)服務中心電力消耗問題，主要做了以下工作：
　　(1)在云計算技術體系架構的基礎上，提出了基于能源感知的高級云

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