數(shù)據(jù)中心中面向工作流應(yīng)用的節(jié)能調(diào)度算法研究.pdf

1、隨著云計(jì)算技術(shù)的不斷成熟,數(shù)據(jù)中心也隨之發(fā)展?，F(xiàn)在的數(shù)據(jù)中心已經(jīng)不僅是一個(gè)簡(jiǎn)單的服務(wù)器統(tǒng)一托管、維護(hù)的場(chǎng)所,它已經(jīng)演變成一個(gè)集大數(shù)據(jù)量運(yùn)算和存儲(chǔ)為一體的高性能計(jì)算機(jī)的集中地。但隨著數(shù)據(jù)中心規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及碳排放量和電費(fèi)的不斷激增,數(shù)據(jù)中心的能耗問(wèn)題也日益突出。
　　為了能夠降低數(shù)據(jù)中心的能耗,人們先是花費(fèi)大量精力在降低數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器能耗、支持IT設(shè)備的電力系統(tǒng)能耗和制冷設(shè)備能耗上,但隨著數(shù)據(jù)中心中的服務(wù)器和制冷設(shè)備在能源消耗上

2、變得越來(lái)越有效率,數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(比如交換機(jī))消耗的能源量卻在不斷增加。尤其是最近兩年,e-science研究變得越來(lái)越熱門(mén),數(shù)據(jù)中心中需要進(jìn)行大數(shù)據(jù)處理的任務(wù)變得越來(lái)越多,數(shù)據(jù)中心服務(wù)器之間的通信量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)與用戶的交互量,并有繼續(xù)增大的趨勢(shì),這就使得如果能夠通過(guò)有效地為每個(gè)任務(wù)選擇處理服務(wù)器并為任務(wù)之間的數(shù)據(jù)傳輸選擇好路由,就可以有效地提高數(shù)據(jù)中心資源的利用率從而將不在工作狀態(tài)的設(shè)備關(guān)閉,最終達(dá)到節(jié)約能耗的目的。因此,從數(shù)據(jù)中心

3、網(wǎng)絡(luò)調(diào)度層面上降低能耗已經(jīng)變得越來(lái)越有意義。
　　本文主要針對(duì)工作流應(yīng)用,研究如何在滿足用戶截止時(shí)間要求的前提下,通過(guò)有效地網(wǎng)絡(luò)調(diào)度來(lái)最小化數(shù)據(jù)中心的能耗。網(wǎng)絡(luò)調(diào)度主要包括為工作流應(yīng)用中的每個(gè)計(jì)算任務(wù)選擇服務(wù)器資源以及為每個(gè)傳輸任務(wù)選擇路由并分配帶寬資源。由于云工作流應(yīng)用的不斷增多使得數(shù)據(jù)中心服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸變得越來(lái)越頻繁,而數(shù)據(jù)中心的現(xiàn)狀又需要在非峰值時(shí)間段關(guān)閉數(shù)據(jù)中心內(nèi)大部分的空閑資源,只留下一部分以應(yīng)付突發(fā)情況,所以傳統(tǒng)

4、的任務(wù)資源匹配算法只考慮處理能耗就已經(jīng)顯得過(guò)于片面?；谏鲜鰡?wèn)題,本文首先針對(duì)數(shù)據(jù)中心的樹(shù)狀拓?fù)?提出了一種改進(jìn)的能夠最小化工作流應(yīng)用完成時(shí)間的調(diào)度算法,它有效地避免了路由數(shù)過(guò)多造成的時(shí)間復(fù)雜度較高的情況;然后根據(jù)用戶定義的截止時(shí)間與最短完成時(shí)間之間的時(shí)間冗余,針對(duì)云工作流應(yīng)用的特點(diǎn),提出了一種新的啟發(fā)式節(jié)能調(diào)度算法(EBS),它能夠在滿足用戶截止時(shí)間要求的前提下,最小化數(shù)據(jù)中心的總處理能耗;最后在不同的工作流模型、不同的數(shù)據(jù)中心資源配