[发明专利]一种支持云数据中心能耗优化的虚拟机调度方法

说明书

本发明公开了一种支持云数据中心能耗优化的虚拟机调度方法，包括以下步骤：步骤1：基于虚拟机实例占用记录数据集，并获取云数据中心中处于运行状态的物理机列表和虚拟机列表；步骤2：根据虚拟机实例占用状态，获取步骤1中处于运行状态物理机的空闲空间；步骤3：根据虚拟机的资源需求以及步骤2所得的物理机的空闲空间，采用启发式检索，获取可行的虚拟机迁移策略；步骤4：计算云数据中心面向任务执行和虚拟机迁移的能耗值；步骤5：针对步骤3获得的虚拟机迁移策略，利用步骤4计算虚拟机迁移操作后云数据中心所产生的能耗值集合；步骤6：根据步骤5中所获的能耗值，选择能耗最优的虚拟机迁移策略为最终的虚拟机调度策略。

技术领域

本发明涉及计算机数据处理以及云计算领域，特别适用于云数据中心进行能耗优化的资源管理与资源调度。

背景技术

自Google提出云计算技术的概念以来，云计算技术逐渐渗透到各行各业用于数据存储和处理。当前，大量的企业和组织将本地运行的应用完全或者部分迁移到公有云平台上运行，以降低本地的数据中心管理成本和硬件投资成本。从云数据中心资源管理者的角度来看，在满足用户资源需求的同时，需要保证数据中心的可持续发展。云数据中心部署的资源不断增长，特别是在大数据时代，数据存储、处理与通信需要消耗海量的资源。为了应对与日俱增的资源需求，数据中心规模不断扩张，数据中心的能耗问题日益突出，并且受到了社会的普遍关注。为了支撑云数据中心的正常运行，数据中心需要消耗大量的电能。当前电力公司普遍采用依赖煤炭发电，煤炭的燃烧会产生二氧化碳等污染气体，影响全球变暖，制约了信息化产业的健康发展。

为了应对数据中心节约能耗开销的迫切需求，在虚拟化技术支撑的云数据中心中，如何实现面向能耗优化的虚拟机调度方法是工业界和学术界关注的热点。通过资源虚拟化，可以实现物理资源的高效共享。而虚拟机实时迁移技术的发展则推动数据中心资源的高效利用。通过虚拟机迁移技术，可以实现数据中心中虚拟机动态调度，进而减少云数据中心中运行的物理机数量，降低任务执行过程中，物理机运行所产生的能耗。但是，在虚拟机调度过程中，除了物理机运行产生的能耗之外，还需要综合考虑虚拟机迁移所引起的额外能耗。因此，需要设计合理的虚拟机调度技术，实现云数据中心的动态节能。

虚拟机迁移技术已经被广泛应用于云数据中心的资源调度和管理。通过虚拟机迁移技术可以实现不同应用的节能部署。“X.Xu,W.Dou,X.Zhang,and J.Chen.EnReal:AnEnergy-Aware Resource Allocation Method for Scientific Workflow Executions inCloud Environment.IEEE Transactions on Cloud Computing,2016,4(2):166-179.”主要使用虚拟机实施迁移技术实现动态贪心资源调度，保证物理机处于高负载运行的状态。“X.Zhu,L.Yang,H.Chen,J.Wang,S.Yin,andX.Liu.Real-Time Tasks Oriented Energy-Aware Scheduling in Virtualized Clouds.IEEE transactions on Cloud Computing,2014,2(2):168-180.”提出了一种面向实时应用的虚拟机调度方法，是面向有限资源，通过虚拟机迁移技术实现了实时应用执行的节能目标。当前的虚拟机调度忽略了虚拟机迁移过程中网络交换机产生的通信能耗。随着虚拟机迁移技术的广泛应用，云数据中心的通信设备产生的能耗日益增长，将会对构建绿色云数据中心带来技术挑战。因此，需要设计基于任务执行和虚拟机迁移的虚拟机调度方法，以实现云数据中心动态节能。

发明内容

本发明针对虚拟化云数据中心能耗日益突出的特点，提供一种支持云数据中心能耗优化的虚拟机调度方法，适用于云数据中心的资源管理工作。

为了解决上述技术问题，本发明公开的一种支持云数据中心能耗优化的虚拟机调度方法，包括以下步骤：

步骤1：从虚拟机实例占用记录数据集合中获取运行的物理机列表S，以及特殊虚拟机集合SV。