本文關(guān)鍵詞：基于離散時(shí)間排隊(duì)論的云系統(tǒng)中計(jì)算節(jié)點(diǎn)空閑能耗性能分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著云計(jì)算的快速發(fā)展,云數(shù)據(jù)中心不僅在數(shù)量上增加了很多,規(guī)模上也產(chǎn)生了迅速擴(kuò)大,與此同時(shí),能耗方面的問題也日益嚴(yán)重。引入關(guān)閉/休眠技術(shù)能夠較好地解決因計(jì)算節(jié)點(diǎn)頻繁地開啟和關(guān)閉而造成的空閑能耗問題。關(guān)閉/休眠技術(shù)中的一個(gè)關(guān)鍵問題是如何配置延時(shí)定時(shí)器等參數(shù)的值來使系統(tǒng)的性能達(dá)到最優(yōu)。本文將離散時(shí)間排隊(duì)論引入到云系統(tǒng)單節(jié)點(diǎn)關(guān)閉/休眠技術(shù)的數(shù)學(xué)建模和性能分析中,研究了云系統(tǒng)中單節(jié)點(diǎn)相關(guān)的空閑能耗性能指標(biāo)和關(guān)閉/休眠技術(shù)的配置參數(shù)間的關(guān)系。研究成果可為云系統(tǒng)中的關(guān)閉/休眠技術(shù)的參數(shù)配置提供理論依據(jù)。首先,構(gòu)建關(guān)閉/休眠技術(shù)的數(shù)學(xué)排隊(duì)模型。在歸納總結(jié)云系統(tǒng)單節(jié)點(diǎn)關(guān)閉/休眠技術(shù)工作原理的基礎(chǔ)上,引入離散時(shí)間排隊(duì)論的思想,將關(guān)閉/休眠技術(shù)中的單計(jì)算節(jié)點(diǎn)和任務(wù)請(qǐng)求分別抽象成離散時(shí)間排隊(duì)論中的服務(wù)臺(tái)和顧客到達(dá),將計(jì)算節(jié)點(diǎn)的啟動(dòng)時(shí)間抽象為啟動(dòng)實(shí)施期,將計(jì)算節(jié)點(diǎn)的關(guān)閉時(shí)間抽象為關(guān)閉實(shí)施期,將計(jì)算節(jié)點(diǎn)的延遲關(guān)閉時(shí)間抽象為關(guān)停延遲期,完成云系統(tǒng)中關(guān)閉/休眠技術(shù)數(shù)學(xué)模型的抽象過程。其次,對(duì)于云系統(tǒng)中隨機(jī)任務(wù)的請(qǐng)求,完成基于Geom/G/1排隊(duì)模型的性能分析。基于關(guān)閉/休眠技術(shù)的工作原理,將隨機(jī)任務(wù)的到達(dá)間隔刻畫為具有無后效性的幾何分布,假設(shè)隨機(jī)任務(wù)的處理時(shí)間服從一般分布,研究云系統(tǒng)中單個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn),假設(shè)單計(jì)算節(jié)點(diǎn)的緩存空間無窮大,并引入啟動(dòng)實(shí)施、關(guān)停延遲、關(guān)閉實(shí)施機(jī)制,建立離散時(shí)間的帶有啟動(dòng)實(shí)施延遲休假的Geom/G/1排隊(duì)模型。利用嵌入馬爾可夫鏈方法,導(dǎo)出了隨機(jī)任務(wù)的平均響應(yīng)時(shí)間、系統(tǒng)平均等待任務(wù)數(shù)、系統(tǒng)狀態(tài)切換率、系統(tǒng)能耗節(jié)省率、系統(tǒng)運(yùn)行效率等系統(tǒng)空閑能耗性能指標(biāo)。給出數(shù)值例子,直觀地分析了系統(tǒng)性能的指標(biāo)與配置參數(shù)之間的依賴關(guān)系。最后,針對(duì)云系統(tǒng)中突發(fā)性質(zhì)的任務(wù)請(qǐng)求,完成基于Geom/G/1ξ排隊(duì)模型的性能分析。在對(duì)有啟動(dòng)機(jī)制的Geom/G/1排隊(duì)模型理論分析的基礎(chǔ)之上,結(jié)合隨機(jī)任務(wù)請(qǐng)求的到來具有突發(fā)性,引入批量到達(dá)機(jī)制,建立了批量大小ξ服從Pareto(c,δ)分布,帶有啟動(dòng)、關(guān)停、關(guān)閉機(jī)制的Geom/G/1ξ排隊(duì)模型。利用嵌入馬爾科夫鏈方法,完成了模型的理論分析,導(dǎo)出了系統(tǒng)中平均等待任務(wù)數(shù)、能耗節(jié)省率、系統(tǒng)狀態(tài)切換率以及系統(tǒng)運(yùn)行效率等系統(tǒng)空閑能耗指標(biāo)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。通過數(shù)值例子直觀地展示了空閑能耗性能指標(biāo)與系統(tǒng)配置參數(shù)之間的依賴關(guān)系,分析了突發(fā)性的大小對(duì)系統(tǒng)空閑能耗性能指標(biāo)的影響。
【關(guān)鍵詞】：云系統(tǒng) 單計(jì)算節(jié)點(diǎn) 離散時(shí)間排隊(duì)論 關(guān)閉/休眠技術(shù) 性能分析 空閑能耗
【學(xué)位授予單位】：河南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O226
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• abstract7-11
• 1 引言11-21
• 1.1 研究背景和意義11-14
• 1.1.1 研究背景11-13
• 1.1.2 研究意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 關(guān)閉/休眠技術(shù)研究現(xiàn)狀14
• 1.2.2 排隊(duì)論的研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3 主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)18-19
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)19-21
• 2 云系統(tǒng)中的能耗優(yōu)化管理技術(shù)21-25
• 2.1 關(guān)閉/休眠技術(shù)21
• 2.2 電壓動(dòng)態(tài)調(diào)整技術(shù)21-23
• 2.3 虛擬化技術(shù)23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 3 基于Geom/G/1 模型的云系統(tǒng)計(jì)算節(jié)點(diǎn)空閑能耗性能分析25-45
• 3.1 Markov鏈25-26
• 3.2 模型的建立和描述26-29
• 3.2.1 模型的建立26-28
• 3.2.2 模型的描述28-29
• 3.3 模型的分析29-30
• 3.4 性能指標(biāo)的理論分析30-35
• 3.4.1 系統(tǒng)中平均等待任務(wù)數(shù)30-31
• 3.4.2 系統(tǒng)平均響應(yīng)時(shí)間31-32
• 3.4.3 系統(tǒng)狀態(tài)切換率32-35
• 3.4.4 系統(tǒng)能耗節(jié)省率35
• 3.4.5 系統(tǒng)運(yùn)行效率35
• 3.5 數(shù)值例子35-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 4 基于Geomξ/G/1 模型的云系統(tǒng)計(jì)算節(jié)點(diǎn)空閑能耗性能分析45-57
• 4.1 模型的建立和描述45-46
• 4.1.1 模型的建立45
• 4.1.2 模型的描述45-46
• 4.2 模型的分析46-47
• 4.3 性能指標(biāo)的理論分析47-50
• 4.3.1 系統(tǒng)中平均等待任務(wù)數(shù)47-48
• 4.3.2 忙循環(huán)48-49
• 4.3.3 系統(tǒng)狀態(tài)切換率49
• 4.3.4 系統(tǒng)能耗節(jié)省率49-50
• 4.3.5 系統(tǒng)運(yùn)行效率50
• 4.4 數(shù)值例子50-56
• 4.5 兩個(gè)模型的總結(jié)56-57
• 4.6 本章小結(jié)57
• 5 總結(jié)與展望57-61
• 5.1 總結(jié)57-58
• 5.2 展望58-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 作者簡介65-67
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集67

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