摘要: 随着个体、企业部署在云数据中心上的业务应用数据快速增长，云数据中心的能耗问题变得日益严重。引起云数据中心能耗的因素有多方面，其中，资源分配方式决定了任务执行模式和物理资源利用状态，对物理机、网络等能耗产生直接影响。低效资源分配方式... 展开 随着个体、企业部署在云数据中心上的业务应用数据快速增长，云数据中心的能耗问题变得日益严重。引起云数据中心能耗的因素有多方面，其中，资源分配方式决定了任务执行模式和物理资源利用状态，对物理机、网络等能耗产生直接影响。低效资源分配方式会造成物理机间负载不均衡，导致部分物理机高负荷运转，而部分却接近空转。利用虚拟机迁移能够有效地降低能耗并实现物理机负载均衡，然而现有的虚拟机迁移研究大部分未考虑虚拟机间之存在的关联性，比如:属于同一个用户，虚拟机之间存在数据交换等。本文的主要研究内容是云环境的虚拟机迁移方法，目的是通过合适的虚拟机迁移方法，均衡云数据中心的物理机负载，减少高负载物理机数量，保障物理机的性能，进一步提高云环境下的资源利用率，降低能耗。主要研究内容如下: 1)针对网络链路能耗优化，依据通信紧密虚拟机尽量放置同一物理机，减少网络通信原则，提出了一种通信量感知的虚拟机放置方法。首先，构建虚拟机间带权通信结构图，权值为虚拟机间通信量，利用K-means聚类算法将虚拟机进行分类，类内通信量紧密，类间通信量稀少，根据所提出的排序算法形成虚拟机与物理机初始映射（即初始编码）。最后，利用遗传算法，依照设定的适应度函数，通过选择、交叉、变异一系列操作，最终得到一个最佳的映射关系。仿真实验表明所提出的虚拟机迁移机制较好地实现了网络链路能耗与性能的优化。 2)针对物理机负载不均衡场景下负载优化，提出了一种基于联盟形成博弈的虚拟机迁移算法。算法首先依据所设计的虚拟机选择算法从高负载物理机选择出待迁移虚拟机集合，并结合联盟形成博弈理论，将待迁移的虚拟机集合按照相应约束条件自主形成联盟结构，联盟结构内每个联盟映射到相应低负载物理机或者为空，待迁移虚拟机通过不断执行加入、迁移操作，更新联盟结构，直至形成稳定联盟结构，即联盟结构内任何待迁移虚拟机执行任何操作均不会获得更好的映射效果，最后依据最终的待迁移虚拟机与低负载物理机间映射进行迁移。仿真实验结果表明所提出的迁移算法更好地实现了物理机间的负载均衡。 收起