[发明专利]面向数据中心全局能耗优化的气流感知型虚拟机调度方法

权利要求书

1.一种面向数据中心全局能耗优化的气流感知型虚拟机调度方法，其特征在于，所述的气流感知型虚拟机调度方法包括以下步骤：

S1、建立数据中心服务器能耗模型：将一个服务器s的能耗P_us(s)由下式计算：P_us(s)＝P_idle(s)+u_s*(P_max(s)-P_idle(s))，

其中，u_s为服务器s的利用率，P_idle(s)为服务器空载时的能耗，P_max(s)为服务器满载时的能耗；

将数据中心内所有服务器的能耗由下式计算：

其中，n为服务器的数量，Pⁱ(us)为服务器i在利用率为u_s时的能耗；

S2、建立数据中心网络能耗模型：假设任意两个虚拟机v₁和v₂之间的跳数Hops(v₁，v₂)定义为其之间进行通讯所必经的节点数，假设数据中心DC的网络能耗为P_network，表示为其内所有虚拟机的交流权值与跳数的乘积，由下式进行计算：

其中，w(v₁，v₂)表示虚拟机v₁和v₂之间的交流权值大小；

S3、建立数据中心气流组织模型：结合数据中心气流组织分布方式及数据中心机架排列特点及各机架上服务器数量对数据中心服务器进行建模，输出数据中心气流组织模型，过程如下：

S301、确定每个服务器所能支持的最大虚拟机数量m、数据中心服务器总数为n，假设总任务需要的虚拟机数量为C_tot，分配在每个服务器i上的虚拟机数量为c_i，则如下限制条件应被满足：且c_i≤m；

S302、将虚拟机放置及调度方案用向量表示，表示服务器的基本能耗，表示放置m台虚拟机后服务器的当前能耗，服务器需要的入口温度为t_node，D为考虑热循环的数据中心节点热矩阵，由如下公式计算：

其中，A^T表示交叉干扰系数矩阵A的转置矩阵，交叉干扰系数矩阵A由实际数据中心基本功耗节点出口温度及制冷系统供应温度T_sup依据公式：推导得出；

其中，K为热力学常数值，K＝ρf_iC_p，C_p表示气流的比热容，ρ表示气流密度，f_i表示服务器i的气流流速，则制冷系统实时输出温度t_sup由如下公式计算：

将数据中心的制冷系统能耗通过下式进行计算：

其中，

S4、对数据中心总能耗模型进行求解：将数据中心总能耗表示为：

P_total＝P_sever+P_network+P_cooling，

运用模拟退火算法对目标函数minimum P_total求最优解，输出满足最低数据中心能耗的虚拟机放置方案。