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

1、隨著社會經(jīng)濟(jì)、科技的不斷發(fā)展與進(jìn)步,IT行業(yè)與人們工作、生活的關(guān)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(wù)的同時,能耗問題也變成了一個日漸沉重的話題。當(dāng)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(wù)。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(dāng)前的重點(diǎn)需要解決問題。那么,數(shù)據(jù)中心主要的耗電資源設(shè)施成為了我們研究的重點(diǎn)。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(jìn)行合理的控制與調(diào)度,就會造成電能的浪費(fèi)。因此,以優(yōu)化能耗為目標(biāo)的數(shù)據(jù)中心資源動態(tài)調(diào)動問題是本文的主要研究內(nèi)容。
　　本文首先對數(shù)據(jù)中心資源調(diào)度問題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析,總結(jié)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(jì)算資源與物理資源

3、,并且對主要的能耗設(shè)施的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析,建立了各類資源的基本模型,詳細(xì)描述了數(shù)據(jù)中心資源對外提供的服務(wù)以及資源之間的交互關(guān)系。文章根據(jù)各類資源的特點(diǎn)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(diào)度的問題,并對此調(diào)度問題進(jìn)行了定義。針對數(shù)據(jù)中心資源調(diào)度的特點(diǎn),本文給出了基于CPS的分層調(diào)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(diǎn),文章采用基于近似動態(tài)規(guī)劃的方法進(jìn)行資源動態(tài)調(diào)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(jìn)行了詳細(xì)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(diào)度模型,根據(jù)此類問題的特點(diǎn),提出了求解問題的啟發(fā)式規(guī)則,并且結(jié)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(jìn)行了訓(xùn)練階段的實(shí)驗(yàn)。
　　文章實(shí)現(xiàn)了一個數(shù)據(jù)中心資源能耗仿真軟件,將EnergyPlus與GreenCloudSimulator進(jìn)行了集成,并對訓(xùn)練結(jié)果的實(shí)驗(yàn)結(jié)果在此平臺上進(jìn)行了應(yīng)用仿真實(shí)驗(yàn)