面向能耗管理的虚拟机调度系统研究

1144766066 · 发表于 2022-4-12 23:13:07

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雅宝题库解析：
现今，随着云计算技术的不断发展，数据中心无论在规模上还是数量上都有了扩大和发展，由此引发的能耗题目也凸现出来，这成为云计算发展面临的重大挑战之一。因此，近年来如何提高数据中心的能耗效率成为一个研究热点。传统的数据中心静态物理资源管理和静态工作负载管理的方法导致数据中心各种资源利用率全面低下，而这种资源利用率低下所带来的后果是数据中心电能的过量消耗。随着虚拟化技术的逐渐成熟，其已经开始广泛应用于现代数据中心中。虚拟化技术使得数据中心易于管理，也极大的提高了服务的可靠性和资源的利用率。虚拟机技术可以实现资源的按需分配，通过动态增加或者减少虚拟机、聚合工作负载已及改变服务器的能级状态，数据中心能够有效的提高运行中的资源使用效率。但是这种动态资源分配的方式又带来了另外一个题目：如果数据中心的负载需求变化快，会出现由于资源频繁分配而导致的抖动现象。这种情况不但严重影响了数据中心的稳定性，还会由于冗余的资源分配操作导致能量的消耗。因此资源分配的动态性和合理性对数据来说研究意义重大。通过对上述题目的分析，本文设计并实现面向能耗的虚拟机调度机制，解决数据中心的资源分配和能耗过多的题目。论文工作围绕节能调度策略展开，主要内容包括：1.采用时间序列模型ARIMA对负载进行预测，动态的为数据中心的负载进行资源分配，在减少数据中心能耗的同时，保证了其运行中的稳定性。2.针对数据中心负载集中的题目，本文采用了虚拟机迁移的手段。降低了虚拟机迁移数目并使迁移后产生的更多的冗余物理节点，系统运用First Fit Descending (FFD)算法重新分配运行在数据中心的虚拟机，减少数据中心的相关能耗。3.针对数据中心资源请求随时间动态变化幅度较大的题目，结合物理机ACPI分层能级机制，在虚拟机迁移之后，对数据中心物理节点能级状态进行管理，使系统能够处于稳定运行环境的同时提高数据中心的能源使用效率。在本文的最后，针对上述的工作设计了相应的实验场景，对系统的功能有效性以及虚拟机调度算法的性能进行了验证。实验结果验证了本系统中的虚拟机资源调度算法可以有效提高资源利用率，减少能量消耗并保证数据中心具有较高的稳定性。

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