计算机应用 ›› 2013, Vol. 33 ›› Issue (10): 2772-2777.

• 先进计算 • 上一篇    下一篇

面向数据中心的虚拟机部署及优化算法

王加昌,曾辉,何腾蛟,张娜   

  1. 中国核动力研究设计院 核反应堆系统设计技术重点实验室,成都 610041
  • 收稿日期:2013-04-08 修回日期:2013-05-17 出版日期:2013-10-01 发布日期:2013-11-01
  • 通讯作者: 王加昌
  • 作者简介:王加昌(1978-),男,四川广元人,工程师,硕士,主要研究方向: 高性能计算、资源管理;曾辉(1972-),男,四川成都人,研究员级高级工程师,硕士,主要研究方向: 高性能计算、云计算;何腾蛟(1983-),男,四川成都人,工程师,硕士,主要研究方向: 高性能计算;张娜(1981-),女,山东青岛人,工程师,硕士,主要研究方向: 计算机仿真。
  • 基金资助:
    国防军工技术基础“十二五”科研项目

Virtual machine placement and optimization for data center

WANG Jiajing,ZENG Hui,HE Tengjiao,ZHANG Na   

  1. Laboratory of Science and Technology on Reactor System Design Technology, Nuclear Power Institute of China, Chengdu Sichuan 610041, China
  • Received:2013-04-08 Revised:2013-05-17 Online:2013-11-01 Published:2013-10-01
  • Contact: WANG Jiajing

摘要: 虚拟机动态配置是解决数据中心能耗低效的有效方法。针对动态配置过程中的虚拟机部署及优化问题展开研究,提出一种新的面向系统能耗的虚拟机部署算法以及基于主动迁移的优化策略。为了降低系统能耗,新算法采用基于服务器利用率的最佳适配降序算法求解虚拟机部署方案;同时为了适应应用负载的动态变化,新算法启动主动迁移策略对部署方案进行优化,即通过启发式算法在当前部署的基础上搜索使系统能耗更低的优化方案,并根据新部署对虚拟机执行主动迁移。考虑到迁移会导致应用服务质量降级和额外能耗,新算法通过在优化策略中设置基于服务器利用率的启动门限,对虚拟机主动迁移频率进行控制。仿真实验表明,所提算法在系统能耗、虚拟机迁移频率、服务器状态切换频率以及服务质量等多项性能指标上均有显著提高

关键词: 数据中心, 动态部署, 能耗优化, 主动迁移

Abstract: Dynamic consolidation of Virtual Machine (VM) is a promising solution to address the energy inefficiency of data centers. This paper focused on VM placement and its optimization. First, in order to improve the energy efficiency, a CPU utilization-based best fit decreasing algorithm was presented to complete the VM placement. However, due to the variability of workloads experienced by applications, the VM placement should be optimized continuously in an online manner. Therefore, a threshold-based active VM migration mechanism was proposed to solve the dynamic optimization. Extensive simulation results show the proposed algorithms can significantly reduce the energy consumption and the number of VM migrations, while keeping the metrics of Performance Degradation due to Migration (PDM) and Overload Time per Active Server (OTAS) in low level.

Key words: data center, dynamic placement, energy optimization, active migration

中图分类号: