本文關鍵詞：基于離散時間排隊論的云系統(tǒng)中計算節(jié)點空閑能耗性能分析，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)生了迅速擴大,與此同時,能耗方面的問題也日益嚴重。引入關閉/休眠技術能夠較好地解決因計算節(jié)點頻繁地開啟和關閉而造成的空閑能耗問題。關閉/休眠技術中的一個關鍵問題是如何配置延時定時器等參數(shù)的值來使系統(tǒng)的性能達到最優(yōu)。本文將離散時間排隊論引入到云系統(tǒng)單節(jié)點關閉/休眠技術的數(shù)學建模和性能分析中,研究了云系統(tǒng)中單節(jié)點相關的空閑能耗性能指標和關閉/休眠技術的配置參數(shù)間的關系。研究成果可為云系統(tǒng)中的關閉/休眠技術的參數(shù)配置提供理論依據(jù)。首先,構建關閉/休眠技術的數(shù)學排隊模型。在歸納總結云系統(tǒng)單節(jié)點關閉/休眠技術工作原理的基礎上,引入離散時間排隊論的思想,將關閉/休眠技術中的單計算節(jié)點和任務請求分別抽象成離散時間排隊論中的服務臺和顧客到達,將計算節(jié)點的啟動時間抽象為啟動實施期,將計算節(jié)點的關閉時間抽象為關閉實施期,將計算節(jié)點的延遲關閉時間抽象為關停延遲期,完成云系統(tǒng)中關閉/休眠技術數(shù)學模型的抽象過程。其次,對于云系統(tǒng)中隨機任務的請求,完成基于Geom/G/1排隊模型的性能分析。基于關閉/休眠技術的工作原理,將隨機任務的到達間隔刻畫為具有無后效性的幾何分布,假設隨機任務的處理時間服從一般分布,研究云系統(tǒng)中單個計算節(jié)點,假設單計算節(jié)點的緩存空間無窮大,并引入啟動實施、關停延遲、關閉實施機制,建立離散時間的帶有啟動實施延遲休假的Geom/G/1排隊模型。利用嵌入馬爾可夫鏈方法,導出了隨機任務的平均響應時間、系統(tǒng)平均等待任務數(shù)、系統(tǒng)狀態(tài)切換率、系統(tǒng)能耗節(jié)省率、系統(tǒng)運行效率等系統(tǒng)空閑能耗性能指標。給出數(shù)值例子,直觀地分析了系統(tǒng)性能的指標與配置參數(shù)之間的依賴關系。最后,針對云系統(tǒng)中突發(fā)性質的任務請求,完成基于Geom/G/1ξ排隊模型的性能分析。在對有啟動機制的Geom/G/1排隊模型理論分析的基礎之上,結合隨機任務請求的到來具有突發(fā)性,引入批量到達機制,建立了批量大小ξ服從Pareto(c,δ)分布,帶有啟動、關停、關閉機制的Geom/G/1ξ排隊模型。利用嵌入馬爾科夫鏈方法,完成了模型的理論分析,導出了系統(tǒng)中平均等待任務數(shù)、能耗節(jié)省率、系統(tǒng)狀態(tài)切換率以及系統(tǒng)運行效率等系統(tǒng)空閑能耗指標的數(shù)學表達式。通過數(shù)值例子直觀地展示了空閑能耗性能指標與系統(tǒng)配置參數(shù)之間的依賴關系,分析了突發(fā)性的大小對系統(tǒng)空閑能耗性能指標的影響。
【關鍵詞】：云系統(tǒng) 單計算節(jié)點 離散時間排隊論 關閉/休眠技術 性能分析 空閑能耗
【學位授予單位】：河南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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 關閉/休眠技術研究現(xiàn)狀14
• 1.2.2 排隊論的研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3 主要工作及創(chuàng)新點18-19
• 1.4 論文組織結構19-21
• 2 云系統(tǒng)中的能耗優(yōu)化管理技術21-25
• 2.1 關閉/休眠技術21
• 2.2 電壓動態(tài)調(diào)整技術21-23
• 2.3 虛擬化技術23-24
• 2.4 本章小結24-25
• 3 基于Geom/G/1 模型的云系統(tǒng)計算節(jié)點空閑能耗性能分析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 性能指標的理論分析30-35
• 3.4.1 系統(tǒng)中平均等待任務數(shù)30-31
• 3.4.2 系統(tǒng)平均響應時間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)運行效率35
• 3.5 數(shù)值例子35-44
• 3.6 本章小結44-45
• 4 基于Geomξ/G/1 模型的云系統(tǒng)計算節(jié)點空閑能耗性能分析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 性能指標的理論分析47-50
• 4.3.1 系統(tǒng)中平均等待任務數(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)運行效率50
• 4.4 數(shù)值例子50-56
• 4.5 兩個模型的總結56-57
• 4.6 本章小結57
• 5 總結與展望57-61
• 5.1 總結57-58
• 5.2 展望58-61
• 參考文獻61-65
• 作者簡介65-67
• 學位論文數(shù)據(jù)集67

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  本文關鍵詞：基于離散時間排隊論的云系統(tǒng)中計算節(jié)點空閑能耗性能分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：372377