數(shù)據(jù)中心作為信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施,在電子政務(wù)、金融、電信等領(lǐng)域信息化建設(shè)的推動(dòng)下,其建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入快速發(fā)展階段。然而,伴隨而來(lái)的數(shù)據(jù)中心高能耗,以及產(chǎn)生的環(huán)境污染等問(wèn)題,已經(jīng)成為世界各國(guó)都非常關(guān)注的問(wèn)題。隨著虛擬化技術(shù)的迅速普及,它已經(jīng)被認(rèn)為是建設(shè)綠色數(shù)據(jù)中心,提高數(shù)據(jù)中心能耗利用率的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前大多數(shù)針對(duì)數(shù)據(jù)中心的資源和能耗管理的技術(shù)都是構(gòu)建在虛擬化技術(shù)之下。但在實(shí)際應(yīng)用中缺乏對(duì)虛擬化數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)性的能耗研究依據(jù),用以指導(dǎo)各種虛擬化能耗管理方案的部署,使得基于虛擬化的能耗管理不能有效與數(shù)據(jù)中心結(jié)合。因此研究虛擬化環(huán)境下的數(shù)據(jù)中心能耗特性,對(duì)指導(dǎo)虛擬化能耗管理具有重要意義。 本課題來(lái)源于國(guó)家自然基金項(xiàng)目,該項(xiàng)目希望建設(shè)基于虛擬化的大規(guī)模綠色數(shù)據(jù)中心測(cè)試床,集中創(chuàng)建,管理和監(jiān)控虛擬機(jī),并針對(duì)不同業(yè)務(wù)需求,進(jìn)行性能、能耗利用率評(píng)估,得到軟硬件整體解決方案,為將來(lái)的大規(guī)模綠色數(shù)據(jù)中心推廣建立基礎(chǔ)。為了使得整體能耗管理方案——Elastic VM Pool能夠有效部署,本課題提供了對(duì)虛擬化數(shù)據(jù)中心能耗的各項(xiàng)主要影響因子和虛擬機(jī)在線的能耗研究,從而為數(shù)據(jù)中心的能耗管理提供全方位的依據(jù)。 本文主要研究工作和創(chuàng)新主要包括以下幾點(diǎn): 1.能耗監(jiān)控可視化原型平臺(tái):建立整個(gè)數(shù)據(jù)中心的能耗監(jiān)控可視化平臺(tái),根據(jù)全局Power Capping策略,動(dòng)態(tài)調(diào)整能耗,采集異構(gòu)多源的資源、能耗、制冷等數(shù)據(jù),建立智能數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和采集平臺(tái)。 2.虛擬化數(shù)據(jù)中心單節(jié)點(diǎn)能耗模型:以數(shù)據(jù)中心各個(gè)單節(jié)點(diǎn)服務(wù)器作為監(jiān)控單元。采用對(duì)該節(jié)點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),對(duì)影響單節(jié)點(diǎn)服務(wù)器能耗的各項(xiàng)因子(CPU利用,頻率,內(nèi)存等)逐一進(jìn)行研究,觀察其對(duì)整體功耗的影響,并進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,使得單節(jié)點(diǎn)的能耗可預(yù)測(cè)。 3.虛擬機(jī)在線遷移能耗研究:虛擬化技術(shù)通過(guò)物理資源的整合,資源的動(dòng)態(tài)調(diào)度等進(jìn)行能耗管理。通過(guò)對(duì)虛擬機(jī)在線遷移的能耗研究,并嘗試建立在線遷移的能耗模型,能夠有效指導(dǎo)虛擬機(jī)在線遷移技術(shù)的部署。 本論文通過(guò)對(duì)虛擬化數(shù)據(jù)中心各項(xiàng)能耗影響因素和技術(shù)的測(cè)試研究,建立的數(shù)據(jù)中心單節(jié)點(diǎn)的能耗模型誤差小于3%,以此建立起的在線遷移功耗模型與實(shí)際功耗誤差小于5%,為基于虛擬化技術(shù)的能耗管理研究提供了很好的量化依據(jù)。另外,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)也表明,相對(duì)于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心節(jié)能技術(shù),資源整合策略能夠有效降低整體系統(tǒng)能耗,提高資源利用率。
【學(xué)位單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：TP308
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 概述
        1.2.2 單節(jié)點(diǎn)服務(wù)器能耗建模的相關(guān)研究
        1.2.3 虛擬機(jī)在線遷移的相關(guān)研究及其局限性
    1.3 研究目標(biāo)
    1.4 論文結(jié)構(gòu)
    1.5 本章小結(jié)
第二章 虛擬化數(shù)據(jù)中心的能源管理
    2.1 引言
    2.2 資源整合技術(shù)方法
        2.2.1 相同應(yīng)用的資源整合技術(shù)
        2.2.2 不同應(yīng)用的資源整合技術(shù)
        2.2.3 定向整合
    2.3 虛擬化功耗控制方法
        2.3.1 虛擬化層次模型帶來(lái)的挑戰(zhàn)
        2.3.2 解決方法
    2.4 彈性虛擬機(jī)池
    2.5 本章小結(jié)
第三章 虛擬機(jī)在線遷移能耗模型設(shè)計(jì)
    3.1 引言
    3.2 數(shù)據(jù)中心單節(jié)點(diǎn)下的能耗建模
        3.2.1 數(shù)據(jù)中心單節(jié)點(diǎn)能耗建�？尚行苑治�
        3.2.2 單節(jié)點(diǎn)能耗建模方案
    3.3 虛擬機(jī)在線遷移功耗模型
        3.3.1 虛擬機(jī)在線遷移過(guò)程分析
        3.3.2 虛擬機(jī)在線遷移能耗研究
        3.3.3 虛擬機(jī)在線遷移能耗建模方案
    3.4 本章小結(jié)
第四章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與分析
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試環(huán)境搭建
        4.2.1 硬件環(huán)境
        4.2.2 軟件環(huán)境
        4.2.3 Elastic VM Pool的搭建
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
        4.3.1 單服務(wù)器下的能耗實(shí)驗(yàn)分析
        4.3.2 單服務(wù)器下的能耗實(shí)驗(yàn)分析
        4.3.3 虛擬機(jī)在線遷移的能耗
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄

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