面向云计算中心效能优化的负载平衡方法

论文摘要

在研究领域,数据中心等大型集群的能耗问题越来越受研究者的关注,该领域已成为计算机科学的研究重点。随着虚拟化技术的逐渐成熟,现代数据中心广泛使用虚拟机技术来增强数据中心,采用虚拟化技术的数据中心便于管理,在某种程度上也减少了购买硬件资源的成本,虚拟的硬件更灵活,可迁移的系统让数据中心的部署更加灵活多变。然后随之而来的问题是应用于传统数据中心的节能方案并不能在采用了虚拟化技术的现代数据中心应用。目前存在一些节能解决框架,单纯依赖使用虚拟机迁移实现负载的整合,这仅仅能在数据中心低负载的状态进行负载整合,而高负载和正常负载状况下,这些负载整合的方法大都不起作用。因此,研究数据中心正常负载情况下的节能策略和管理框架具有十分重要的研究意义。现代处理器普遍采用DVFS变频技术,处理器的动态功耗与频率关系呈大于平方的关系,这意味着,在完成指定的工作量的情况下,为了节能处理器需要运行在合适的频率上,根据现代处理器的这种特性,本文提出一种通过平衡数据中心众多物理机处理器负载的一种节能调度方法,并提出面向云计算中心的效能优化框架。本文主要的研究和创新包括以下几点:首先,它应用于目前广泛使用的虚拟化数据中心,并提出一种新颖的节能方法;其次设计了一套全新面相云计算中心的效能优化负载平衡框架,提出一种虚拟机迁移策略,并用于该系统达到节省能耗目的;最后通过实验仿真验证了本策略和框架的达到了。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 电源管理技术
• 1.3 虚拟机技术
• 1.4 虚拟化技术的实现
• 1.4.1 CPU 的虚拟化
• 1.4.2 内存虚拟化
• 1.5 虚拟机电源管理问题与挑战
• 1.6 虚拟机电源管理研究进展
• 1.7 单机虚拟化中的电源管理
• 1.8 集群虚拟化中的电源管理
• 1.9 本文的工作与意义
• 1.10 本文的内容安排
• 1.11 本章小结
• 第2章 面向云计算中心效能优化的负载平衡框架
• 2.1 引言
• 2.2 虚拟机迁移技术
• 2.3 虚拟化技术在数据中心的应用
• 2.4 数据中心的能耗管理
• 2.5 系统框架
• 2.5.1 全局守护进程
• 2.5.2 主机守护进程
• 2.5.3 虚拟机优化迁移策略
• 2.6 本章小结
• 第3章 仿真系统以及其实现
• 3.1 系统仿真简介
• 3.2 CLOUDSIM 仿真系统
• 3.3 CLOUDSIM 仿真系统的使用
• 3.4 CLOUDSIM 仿真系统的修改
• 3.4.1 虚拟机迁移调度
• 3.4.2 模拟网络负载
• 第4章 实验环境的建立和数据分析
• 4.1 引言
• 4.2 实验环境的搭建
• 4.3 实验测试数据的分析
• 4.4 实验结果分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文