本文關鍵詞：軟件即服務云平臺性能與能耗的平衡優(yōu)化策略研究

  更多相關文章： 軟件即服務云平臺 數(shù)據(jù)中心 性能與能耗平衡 李雅普諾夫優(yōu)化 在線控制

【摘要】：近年來，隨著云計算的高速發(fā)展和廣泛應用，其核心支撐系統(tǒng)—數(shù)據(jù)中心也在國內(nèi)外得以大規(guī)模部署和運維。伴隨著數(shù)據(jù)中心計算性能和可靠性的不斷提升，數(shù)據(jù)中心中大量服務器帶來的能源消耗也不斷攀升。在當前全球能源資源日益緊張、氣候環(huán)境日趨惡化、經(jīng)濟衰退未見好轉(zhuǎn)的背景下，如何平衡數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)能耗與應用服務質(zhì)量之間的關系以達到雙贏目標，已經(jīng)引起了各國政府、大型企業(yè)及研究機構(gòu)的高度關注。 基于經(jīng)濟學和控制論多學科交叉方法提出的軟件即服務（Software-as-a-Service,SaaS）云平臺性能與能耗的平衡優(yōu)化策略，首先從經(jīng)濟學的角度建立了數(shù)據(jù)中心運營利潤最大化模型來權(quán)衡SaaS云計算數(shù)據(jù)中心的運營收入和能耗支出這兩大重要指標，進而提出了能夠求解數(shù)據(jù)中心運營利潤理論上限的離線算法，以驗證理論模型的正確性并提供基準性能評價標準。針對當前云計算數(shù)據(jù)中心用戶請求無法準確預測的現(xiàn)狀，該策略運用李雅普諾夫優(yōu)化方法設計并分析了一套完整的SaaS云計算數(shù)據(jù)中心在線最優(yōu)控制框架，包括：（1）面向多樣化應用請求的在線決策請求準入控制策略；（2）負載均衡的請求路由分發(fā)控制策略；（3）能耗感知的虛擬機狀態(tài)調(diào)度控制策略。 該在線最優(yōu)控制框架能夠靈活擴展，以滿足實際數(shù)據(jù)中心的多種設計選擇（例如，通過引進緩沖隊列來緩解請求的突發(fā)性，從而提高系統(tǒng)的魯棒性），，以及實際運營需求（例如，通過給定最低性能要求與最高能耗預算來改善目前數(shù)據(jù)中心運營商最為關注的單位能耗性價比）。此外，大量的理論證明和仿真實驗驗證了該在線最優(yōu)控制框架的最優(yōu)性、穩(wěn)定性及擴展性。
【關鍵詞】：軟件即服務云平臺 數(shù)據(jù)中心 性能與能耗平衡 李雅普諾夫優(yōu)化 在線控制
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP308
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 1 緒論7-15
• 1.1 研究背景7-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 研究內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu)13-15
• 2 軟件及服務云平臺性能與能耗的平衡建模15-26
• 2.1 三個控制決策15-18
• 2.2 SaaS數(shù)據(jù)中心的性能與能耗平衡18-23
• 2.3 數(shù)據(jù)中心利潤最大化  性能與能耗的協(xié)調(diào)統(tǒng)一23-25
• 2.4 小結(jié)25-26
• 3 軟件即服務云平臺的在線最優(yōu)控制體系26-40
• 3.1 最大化平均利潤上限26-28
• 3.2 基于李雅普諾夫優(yōu)化的在線最優(yōu)控制體系28-35
• 3.3 在線最優(yōu)控制體系的性能分析35-39
• 3.4 小結(jié)39-40
• 4 軟件即服務云平臺在線最優(yōu)控制體系的靈活擴展40-47
• 4.1 基于不同系統(tǒng)設計的擴展：應用請求的緩沖40-43
• 4.2 基于多樣化實際運營需求的模型擴展：追求單位能耗性價比43-46
• 4.3 小結(jié)46-47
• 5 基于仿真的實驗驗證47-52
• 5.1 仿真設計47
• 5.2 仿真結(jié)果47-51
• 5.3 小結(jié)51-52
• 6 總結(jié)與展望52-54
• 致謝54-56
• 參考文獻56-59
• 附錄1 攻讀學位期間參加的主要科研項目59-60
• 附錄2 攻讀學位期間發(fā)表論文目錄60

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1 姚

本文編號：635017