發(fā)布時間：2020-06-25 06:25

【摘要】：近年來,云計算的快速發(fā)展已經(jīng)得到了學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的重點關(guān)注,云計算作為一種新型商業(yè)模式和資源獲取方式已經(jīng)改變了人們的生活方式和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)形式。隨著云計算產(chǎn)業(yè)規(guī)模的逐年增加,數(shù)據(jù)中心的規(guī)模也在不斷擴大,朝著大型化,全球化的方向演進(jìn)。云計算數(shù)據(jù)中心的規(guī)模不斷擴大給數(shù)據(jù)中心的資源分配和管理帶來了新的問題和挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)中心的能源消耗由于資源分配不合理隨著規(guī)模的擴大而急劇增加,從而增加數(shù)據(jù)中心的運營成本,減少數(shù)據(jù)中心的經(jīng)濟收益。另外數(shù)據(jù)中心資源利用率普遍偏低,也是降低數(shù)據(jù)中心經(jīng)濟收益的重要原因之一。其次,數(shù)據(jù)中心中資源分配經(jīng)常存在不均衡的現(xiàn)象,負(fù)載不均衡導(dǎo)致產(chǎn)生過多的虛擬機遷移現(xiàn)象,消耗掉數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)資源。服務(wù)器內(nèi)部資源使用的不均衡導(dǎo)致資源的浪費。此外數(shù)據(jù)中心物理服務(wù)器的資源利用率過高也會降低數(shù)據(jù)中心的性能表現(xiàn),過高的負(fù)載會破壞虛擬機的隔離性,進(jìn)而增加資源的爭用,降低性能。針對以上問題,本文給出一種多目標(biāo)優(yōu)化的改進(jìn)布谷鳥搜索算法來解決數(shù)據(jù)中心資源分配問題。具體地,本文首先分析了數(shù)據(jù)中心中資源分配問題的背景和目標(biāo),提出了能耗代價模型,系統(tǒng)平衡代價模型和資源爭用代價模型。其中能耗模型綜合考慮了物理服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)交換機的能源消耗,系統(tǒng)平衡代價綜綜合考慮了服務(wù)器間的負(fù)載均衡和服務(wù)器內(nèi)部資源分配不均衡,并給出三者的量化表達(dá)式。采用改進(jìn)的布谷鳥搜索算法對建模為多目標(biāo)優(yōu)化的裝箱問題進(jìn)行求解。改進(jìn)之處有兩點,其一是為了降低算法復(fù)雜度,通過分析數(shù)據(jù)中心的優(yōu)化方向,將三個代價函數(shù)加權(quán)融合,轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)優(yōu)化問題。其二,在搜索最優(yōu)解的過程中,為了避免啟發(fā)式算法常見局部最優(yōu)的問題,基于柯西變異添加人為干擾因子,避免算法陷入局部最優(yōu),提高了算法的性能。經(jīng)過仿真實驗分析,本位給出的改進(jìn)布谷鳥搜索算法可以很好的權(quán)衡多個優(yōu)化目標(biāo),并且具有較好的收斂性和時間復(fù)雜度,能夠提升云計算數(shù)據(jù)中心的整體性能。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP308
【圖文】：

１．１研究背景和意義逡逑隨著互聯(lián)網(wǎng)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)以及互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用以及徹底的改逡逑變了我們的生活方式。人們對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)資源的需求不斷地增加。２００６年逡逑谷歌提出了云計算的概念［１］，代表著一種新型的網(wǎng)絡(luò)資源獲取模式的誕生。近年逡逑來，云計算作為一種新的商業(yè)模型和服務(wù)模式己經(jīng)得到了迅速的發(fā)展，并且也有逡逑著非常大的發(fā)展?jié)摿Α８鶕?jù)市場研究公司Ｇａｒｔｎｅｒ研究，２０１７年全球公共云計算逡逑市場規(guī)模高達(dá)２６０２億元。２０２２年預(yù)計全球云計算服務(wù)規(guī)模達(dá)５５００億美元。云逡逑計算市場的迅猛增長體現(xiàn)了人們對于云服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)資源的迫切需求，也反映了目逡逑前的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)正從傳統(tǒng)的ＩＴ服務(wù)向云端服務(wù)轉(zhuǎn)變。很多科技巨頭都推出了自逡逑己的云計算平臺并且部署了世界范圍的大型數(shù)據(jù)中心，比如谷歌的Ｇｏｏｇｌｅ邋Ａｐｐ逡逑Ｅｎｇｉｎ［２］，亞馬遜的ＥＣ［３］，和微軟的Ａｚｕｒｅ等，國內(nèi)許多大型公司和運營商也加逡逑入云計算的浪潮中來，阿里的阿里云，中國電信的Ｅ云等用戶量也在飛速X棾ぁｅ義

本文編號：2728988