文档介绍：单位代码: 10293 密级:
专业学位硕士论文
论文题目: 云计算平台中的能耗管理方法
学号 1210042923
姓名潘钰
导师程春玲
专业学位类别工程硕士
类型申请全日制
专业申请(领域) 软件工程
论文提交日期 2013 年 4 月
Policy of Energy Management for Cloud
Computing Platform
Thesis Submitted to Nanjing University of Posts and
munications for the Degree of
Master of Engineering
By
Pan Yu
Supervisor: Prof. Cheng Chun-Ling
April 2013
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研究生签名:____________ 导师签名:____________ 日期:_____________
摘要
高能耗是云计算系统的一个主要问题,且随着近年来云计算规模的日益扩大,其能耗开
销也愈加严重。本文针对云计算系统中的空闲和奢侈能耗,以动态电源管理及资源调度为研
究内容,以节能为主要研究目标,主要作了以下四个方面的工作:
(1)总结了国内外节能技术的研究现状,重点阐述了云计算的相关技术、现有的动态电
源管理策略及云环境下的资源调度算法。
(2)本文充分考虑资源在休眠、空闲、工作和转换等不同状态下的多种能耗开销,提出
一种基于不同状态的能耗估算模型(Energy Consumption Estimation Model based on Different
States,ECEMDS),并且用多功能计量插座对其进行验证。
(3)针对云计算系统中空闲能耗,本文基于指数平均算法,提出了一种自适应的空闲时
间预测策略。该策略引入了自适应权值调节因子,动态调节历史空闲时间对预测空闲时间的
影响,同时结合分段滑动窗口的思想,将滑动窗口内的空闲时间分为长、中、短三类,取每
类个数最多的空闲时间的平均值作为指数平均算法的实际空闲时间值。该策略通过对下一段
空闲时间的预测,决定是否要切换物理主机的状态以降低空闲能耗。实验结果说明本文提出
的策略预测准确率较高,系统响应时间少,节能效果好。
(4)本文针对奢侈能耗,提出一种云环境下节能的资源调度算法。首先,对云环境中的
资源调度进行建模。接着,提出一种基于改进 Min-Min 算法的最小能耗资源调度算法
Min-Energy,在满足云任务 QoS 需求的基础上,以云环境下每个任务的能耗最小为目标调度
资源。算法按照优先级对任务排序,然后估算每个任务在各个资源上的能耗总和,选择每个
任务的最小能耗对应的资源进行调度。在 CloudSim 平台的仿真结果表明,Min-Energy 算法
在完成时间和能量消耗方面均具有较好的性能,能够达到节能的目的。
关键词: 云计算,能耗模型,动态电源管理,指数平均,滑动窗口,资源调度,Min-Min
算法
I
Abstract
High energy consumption is a major problem in the puting system. Moreover, with
the growing scale of puting in recent years, the energy