降低數(shù)據(jù)中心能耗提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量優(yōu)化算法研究.pdf

1、在如今云計算數(shù)據(jù)中心中,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的能耗占據(jù)很大的比例。隨著虛擬機(jī)遷移技術(shù)及可編程交換機(jī)技術(shù)的發(fā)展,越來越多的控制策略和優(yōu)化方法被引入,來降低數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能耗和提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。本文首先介紹分析了云計算數(shù)據(jù)中心的虛擬機(jī)遷移技術(shù)和通信數(shù)據(jù)流特性。針對現(xiàn)今云計算數(shù)據(jù)中心的兩大類主要業(yè)務(wù):MapReduce處理的普通互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)和科學(xué)計算類業(yè)務(wù),本文分別提出了“改進(jìn)的遺傳算法”和“基于業(yè)務(wù)感知的虛擬機(jī)放置及路由調(diào)度算法”(JAVPRS)來優(yōu)化

2、虛擬機(jī)的放置序列和路由鏈路。
　　考慮到數(shù)據(jù)中心的虛擬機(jī)和服務(wù)器數(shù)量的巨大性,在針對MapReduce類型業(yè)務(wù)的遺傳算法中,本文提出了一種新穎的基因編碼方式：虛擬機(jī)及物理機(jī)的二維編碼方式。并且基于此編碼的交叉操作,以獨立維度間作為分割點,既保留了虛擬機(jī)間的耦合特性又保證了解空間的遍歷。
　　對于科學(xué)計算類型業(yè)務(wù),JAVPRS算法根據(jù)業(yè)務(wù)通信流的通信時間特性,將超過通信時間門限值的業(yè)務(wù)遷移到“鄰近”的物理機(jī)中,并且將通信數(shù)據(jù)流

3、整合到部分通信鏈路中,使得啟用的交換機(jī)數(shù)量最少。同時,在已啟用的交換機(jī)和通信鏈路中實行負(fù)載均衡策略。
　　這兩種優(yōu)化算法均以降低數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能耗、提高網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率和提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量為目標(biāo)。在NS2仿真環(huán)境下對Fat-tree拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)中心進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果顯示,在數(shù)據(jù)中心處理 MapReduce類型業(yè)務(wù)時,應(yīng)用本文遺傳算法優(yōu)化虛擬機(jī)放置方式后,可明顯減低網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能耗和數(shù)據(jù)丟包率,大幅度提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量,并有效降低數(shù)據(jù)包延時