[发明专利]一种低能耗的云数据中心工作流调度与资源供给方法

说明书

本发明公开了一种低能耗的云数据中心工作流调度与资源供给方法，包括：获虚拟化云中的主机信息、虚拟机信息与工作流信息；持续获取新到达的工作流信息，并在所述虚拟机上以总能耗和资源利用率作为调度目标对所述工作流中任务进行调度；完成全部任务并返回任务结果。

技术领域

本发明涉及虚拟化云计算领域，特别地，涉及一种低能耗的云数据中心工作流调度与资源供给方法。

背景技术

如今，社会计算、天文学、生物信息学与计算生物学等许多领域面临爆炸式增长的数据，如何对快速增长的数据进行实时处理和分析已经成为巨大的挑战。同时，科学界越来越迫切需要能够提供可扩展的、低成本的资源或服务的新计算平台。随着效用计算和虚拟化技术的发展，出现一种新的资源供应模式——云计算。用户能够以“即用即付费”的方式获取无限的计算资源，且能避免搭建、维护和更新基础设施的成本。当今的云计算模式已经能够很好地满足科学界的主要需求，并成为解决大规模和复杂计算问题的有力平台。

为了满足日益增长的云计算服务需求，云数据中心的主机数量急剧增加，云数据中心大量主机的正常运行需要消耗大量能量。据报道，从2005到2010年，全世界数据中心所消耗的电能已上升了56％，约占2010年全球电能的1.5％；而且，如果按照目前的发展趋势，预计到2020年该比例将翻一翻。对于云计算供应商，高能耗意味着巨大的能源成本，能源开销约占数据中心总支出的42％左右。另外，高能耗对环境造成负面影响，因为使用化石燃料来发电将产生大量的污染气体。因此，高能耗成本和环境问题已经迫使云计算供应商提高他们的能源效率和进行可持续经营。

目前，云数据中心的计算资源的利用率较低，平均值大概在10-15％之间。该现象可归结于一下三个原因：

①云数据中心处理的大部分应用由大量相互依赖的任务组成，并且这些应用是数据和计算密集型。这类应用通常可建模为工作流，比如Montage，CyberShake，Epigenomics和SIPHT应用。工作流任务的运行必须等待其前驱任务的数据，因此在一些计算资源上留下空闲间隙。

②当前主机的性能非常强大，单个任务几乎不可能充分利用一台主机所有资源。有统计数据表明，主机运行不同工作流任务时，他们的资源利用率差异较大，分布在5％到95％之间。如果不考虑他们的资源利用率就将这些任务直接放在主机上运行，云数据中心会浪费大量资源。

③云数据中心的工作流应用是由大量远端的用户动态提交的，这会造成数据中心负载的剧烈波动。为了满足数据中心负载峰值，数据中心的资源需要按照峰值需求来配置(即提供的资源略大于其负载峰值的需求)。然而，对于许多云数据中心，它们的负载峰值是平均负载的2到10倍。因此，在非负载高峰时间，云数据中心将出现计算资源过度供给的情况。

针对现有技术中云数据中心的资源利用率低导致能耗浪费过高的问题，目前尚未有有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种低能耗的云数据中心工作流调度与资源供给方法，能够提高云数据中心的资源利用率，降低云数据中心的工作能耗。

基于上述目的，本发明提供的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供了一种低能耗的云数据中心工作流调度与资源供给方法，包括：

获虚拟化云中的主机信息、虚拟机信息与工作流信息；

持续获取新到达的工作流信息，并在虚拟机上以总能耗和资源利用率作为调度目标对工作流中任务进行调度；

完成全部任务并返回任务结果。