[发明专利]一种基于能量感知的数据中心云计算电力调度方法

说明书

本发明公开了一种基于能量感知的数据中心云计算电力调度方法，当数据中心生成工作流应用，产生工作负载时，本调度方法用于对工作负载进行调度，分配至地理分布式数据中心的虚拟机中，包括如下步骤：步骤1，对提交的同一批工作流应用进行排序；步骤2，根据排序后的工作流应用，将每个工作流应用中的任务分配到合适的虚拟机中。本发明可以提高云计算资源的分配和工作的效率，还可以限制能源消耗，使云计算的能源使用效率提高，电力消耗的下降，实现数据中心云计算的能量感知和绿色计算。

技术领域

本发明涉及一种用于云计算领域的基于能量感知的数据中心云计算电力调度方法。

背景技术

随着计算技术的突飞猛进，有越来越多的企业组织将自身的存储和计算业务迁移到云，利用云计算的大数据中心为自身服务。云计算技术是实现大数据处理和存储的关键技术，它利用信息网络将地理上分散布局的计算资源整合，以较低的网络服务成本满足更大范围用户不断变化的计算需求，其高可靠、高速度、高精度的计算能力在当前数字经济时代显得尤为重要。这些数据中心存在大量能源消耗、散发大量热量等问题，对于云计算服务供应商，能源成本是一笔巨大的运行成本。现在尚没有一种完备的技术调节云计算数据中心的算力和用电分配，使其以更加节能环保、环境友好的方式运行。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种基于能量感知的数据中心云计算电力调度方法，它可以提高云计算资源的分配和工作的效率，还可以限制能源消耗，使云计算的能源使用效率提高，电力消耗的下降，实现数据中心云计算的能量感知和绿色计算。

实现上述目的的一种技术方案是：一种基于能量感知的数据中心云计算电力调度方法，当数据中心生成工作流应用，产生工作负载时，本调度方法用于对工作负载进行调度，分配至地理分布式数据中心的虚拟机中，包括如下步骤；

步骤1，对提交的同一批工作流应用进行排序；

步骤2，根据排序后的工作流应用，将每个工作流应用中的任务分配到合适的虚拟机中。

进一步的，步骤1中，所述工作流应用根据工作流应用的截止时间进行排序、工作流应用的总大小和工作流应用松弛时间WST进行排序；

进一步的，步骤2中包括四个部分，基于最大深度的子截止时间划分、初始任务调度序列的创建、基于DVFS的虚拟机资源分配和基于VND的任务序列调整；

针对最大深度的子截止时间划分算法，由于此时任务还没有真正被分配到虚拟机中，假设该任务被分配到最快的虚拟机中，来估计任务的最早完成时间EFT，同时对于任务两种传输时间的计算，假设任务被分配到每个虚拟机中，从而计算出每个任务的平均传输时间作为预估的两种类型的数据传输时间；由于在工作流应用排序阶段已经计算得到工作流应用松弛时间WST，因此在任务最早完成时间EFT的基础上，分别将工作流应用松弛时间WST按照当前任务所处的最大深度与工作流应用的最大深度的比值分配给每个任务，从而可以得到每个任务的子截止时间，进行排序；

根据得到的任务序列，依据数据中心搜索策略创建初始任务调度序列，找出满足当前任务子截止时间并且电费成本最低的虚拟机；

由于虚拟机分配算法保证了搜索得到的虚拟机子截止时间之前完成任务，因此会导致存在任务完成松弛时间TST，对于存在任务完成松弛时间TST的任务，用DVFS技术来降低虚拟机的执行频率；

由于同一工作流应用存在多种拓扑序列，而不同的任务序列可能产生不同的电费成本，因此采用基于变邻域下降VND的任务调度序列更新算法。

本发明的优势效果在于：利用信息网络将地理上分散布局的计算资源整合，通过能量感知算法和优化调度，改变计算任务的处理时间和处理节点，可以实现其用电负荷的精准调控，使其在电网需求侧可以作为优质的可调负荷资源影响电力系统运行，并实现节能降耗。

具体实施方式