摘要: 随着云计算的不断发展和数据中心规模的不断提升，服务器等基础设施的能耗花销急剧增长，这导致能耗的开支成为了云计算主要的运营成本，高昂的能耗开销也造成严重的环境和能源问题。因此，在保证用户性能的前提下，为云计算基础设施节省能耗，提高能... 展开 随着云计算的不断发展和数据中心规模的不断提升，服务器等基础设施的能耗花销急剧增长，这导致能耗的开支成为了云计算主要的运营成本，高昂的能耗开销也造成严重的环境和能源问题。因此，在保证用户性能的前提下，为云计算基础设施节省能耗，提高能源效率变得越来越重要。虚拟化技术和分布式计算是云计算得以实现的关键技术，为云计算能耗管理带来新的解决思路的同时，也为管理带来了新的挑战。虚拟化环境中能耗监控和管理调度的粒度变为虚拟机，因此，虚拟化层面的能耗计量和资源分配、以及物理层的资源调度都需要建立新的节能机制。 在以上背景和管理现状问题的驱动下，本课题分析了云计算及虚拟化环境中的能耗特点和能耗管理相关技术，展开了对云计算能耗管理的研究，提出一个实时计量虚拟机能耗的模型和一系列节能优化机制。本文的主要研究分为三个部分: (1)分析当前云计算中能耗管理的研究现状，以及虚拟化集群和分布式计算对节能方法的需求和限制。设计了一个云计算环境下的能耗管理系统框架，从整体层面描述对虚拟化集群的能耗监控、管理和优化，主要分为能耗计量和节能调度两个模块。 (2)提出虚拟机能耗计量模型，实现了对虚拟化平台能耗的等效能见度。该模型以各个虚拟机运行时处理器、内存和磁盘设备的性能监测数据为输入，可以实时估算出单个虚拟机和物理服务器的能耗值。能耗模型为节能管理策略的制定和决策提供了有力的支持。 (3)建立将虚拟机资源合理分配给作业以及将虚拟机合理映射到物理集群中的节能优化策略，既满足作业性能要求的同时降低执行作业的能耗。节能优化策略包括能耗-性能折中的虚拟机分配策略，以及考虑虚拟机资源容量和执行时间的放置策略。在放置策略中提出一个全局动态装箱算法完成虚拟机到服务器的映射，并利用虚拟机实时迁移实现服务器整合。 收起