本文選題：數(shù)據(jù)中心資源 + 動(dòng)態(tài)調(diào)度　； 參考：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：隨著社會(huì)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(shí)，能耗問題也變成了一個(gè)日漸沉重的話題。當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)節(jié)能的時(shí)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(duì)資源進(jìn)行合理的控制與調(diào)度，就會(huì)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(dòng)態(tài)調(diào)動(dòng)問題是本文的主要研究內(nèi)容。 本文首先對(duì)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，并且對(duì)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(duì)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(dòng)態(tài)調(diào)度的問題，并對(duì)此調(diào)度問題進(jìn)行了定義。針對(duì)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(dòng)態(tài)規(guī)劃的方法進(jìn)行資源動(dòng)態(tài)調(diào)度。文章首先對(duì)近似動(dòng)態(tài)規(guī)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(dòng)態(tài)規(guī)劃的建模思想建立了數(shù)據(jù)中心資源動(dòng)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(dòng)態(tài)規(guī)劃算法的解決方法，并對(duì)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(gè)數(shù)據(jù)中心資源能耗仿真軟件，將EnergyPlus與Green CloudSimulator進(jìn)行了集成，并對(duì)訓(xùn)練結(jié)果的實(shí)驗(yàn)結(jié)果在此平臺(tái)上進(jìn)行了應(yīng)用仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了算法的正確性與有效性，并且與其他的調(diào)度算法做了比較，驗(yàn)證了基于近似動(dòng)態(tài)規(guī)劃數(shù)據(jù)中心資源動(dòng)態(tài)調(diào)度算法的優(yōu)越性。
[Abstract]:With the development of society and economy, the continuous development and progress of science and technology, the relationship between IT industry and people's work, the flourishing development of IT industry makes the number of data centers more and more. But while large and small data centers serve people, energy consumption has become a growing issue. Today is an energy-saving era, is an important long-term strategic task of our country. The large increase of energy consumption in data center has become the biggest threat to power supply capacity. Therefore, the data center energy-saving problem is the current key need to solve the problem. So, the main power-consuming facilities in the data center have become the focus of our research. Because of the variety of data center resource types and the large scale, it needs to meet the uncertainty of user needs. In this case, if the resources are not properly controlled and scheduled, it will lead to the waste of electricity. Therefore, the dynamic mobilization of data center resources aiming at optimizing energy consumption is the main content of this paper. Firstly, this paper analyzes the domestic and international research status of data center resource scheduling problem, summarizes the existing results, and puts forward the research direction that is worth exploring. And briefly introduces the current data center energy consumption simulation software research situation. Starting with the establishment of the resource model of the data center, the paper divides the resources into computational resources and physical resources according to their use. The working principle of the main energy consumption facilities is analyzed in detail, and the basic models of various kinds of resources are established. The service provided by data center resources and the interaction between them are described in detail. According to the characteristics and uses of all kinds of resources, the energy consumption model of data center is established, the problem of dynamic scheduling of data center resources is put forward, and the scheduling problem is defined. According to the characteristics of data center resource scheduling, this paper presents a hierarchical scheduling model based on CPS. Due to the multi-type and multi-attribute characteristics of the resources in the data center, this paper adopts a method based on approximate dynamic programming for the dynamic scheduling of resources. In this paper, the basic concept of approximate dynamic programming, the idea of solving and the process of solving are described and analyzed in detail. Then, according to the modeling idea of approximate dynamic programming, the dynamic scheduling model of data center resources is established. According to the characteristics of this kind of problems, a heuristic rule is proposed to solve the problem. A solution based on approximate dynamic programming algorithm is proposed based on the problem model and solution rules, and the algorithm is tested in the training stage. In this paper, a data center resource energy consumption simulation software is implemented, which integrates EnergyPlus and Green CloudSimulator. The simulation results of the training results are applied on this platform to verify the correctness and effectiveness of the algorithm. And compared with other scheduling algorithms, the superiority of resource dynamic scheduling algorithm based on approximate dynamic programming data center is verified.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TP308;TP301.6

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本文編號(hào)：1870605