[發明專利]一種云計算環境中面向DCell網絡的節能副本放置方法

有效

• 申請號: 201210057912.3
• 申請日: 2012-03-07
• 公開（公告）號: CN102801772A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 杜薇;劉偉;殷勝兵
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L29/06;H04L12/56
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 孟慶繁

技術領域

本發明屬于計算機應用技術領域，涉及一種云計算環境中面向DCell網絡的節能副本放置方法。?

背景技術

近年來，許多大型數據中心正在被建設成為提供日益流行的在線應用服務，如搜索、電子郵件、即時消息、web?2.0和游戲等。此外，這些數據中心同時主辦基礎設施服務，例如分布式文件系統、結構化存儲和分布式執行引擎。?

數據中心是由大規模的計算服務推動的，例如：網絡搜索、在線社交網絡、網上辦公、信息技術基礎設施和科學計算。預計將來相當一部分網絡通信將在數據中心網絡中發生。數據中心網絡專注于網絡基礎設施，它通過高速鏈路和交換機連接大量的服務器。?

然而，數據中心的能耗問題已經成為一個巨大的挑戰。自2002年以來，電能成本正在快速攀升，大多數企業花費一半多的電能在能耗和冷卻基礎設備上。據Gartner稱，這一比例在未來幾年將大幅增長。在許多情況下，這一挑戰使得設計現有的數據中心的約束條件更加復雜。除非顯著提高能源效率，否則將無法擴大他們的計算基礎設施。因此，基于經濟和環境的原因，最大限度的減少服務器所消耗的總功耗，最近已經成為一個重要的目標。?

復制技術是一個重要機制，能夠提高數據中心網絡的可靠性和性能。這個機制可以移動和緩存數據接近用戶，并且復制技術降低了訪問延遲和帶寬消耗，它通過創建多數據副本有助于負載平衡和提高可靠性。?

目前，國內外關于異構環境下節能副本放置的研究很少，主要是在同構環境下研究副本放置問題，有以下幾個方面：?

臺灣的Jan-Jan?wu等人在數據網格中提出了兩個副本放置方法FindR和MinMaxLoad，這兩個方法主要解決了三個方面的問題：1)，怎樣確保負載平衡；2)，怎樣使副本數量最少；3)，每個請求必須有QoS(Quality?of?Service，服務質量)保障。這兩個方法在副本數量和傳輸時間上都有所降低。?

曼尼托巴大學的Mohammad?Shorfuzzaman等人在數據網格中提出了分布的副本放置方法DPBRP(Distributed?Popularity?Based?Replica?Placement)和QoS-DPBRP。DPBRP方法主要是通過成本計算來解決副本放置問題，這個成本?包括訪問數據成本和更新數據成本。QoS-DPBRP方法是在QoS(Quality?of?Service，服務質量)的約束條件下通過成本計算來解決副本放置問題，QoS請求由客戶端和副本服務器之間的距離確定。這兩個方法在消耗適當的數據傳輸帶寬的前提下縮短了作業的執行時間。?

法國的Anne?Benoit等人在同構的樹形網絡中提出基于動態規劃思想的副本放置方法replica-update。包括有能耗約束和沒有能耗約束兩部分。沒有能耗約束，通過計算副本成本來解決副本放置問題，副本成本包括重用副本的成本、新創建副本的成本和刪除副本的成本，給出一個成本閾值來約束副本成本。有能耗約束，能耗由靜態和動態兩部分組成，作者運用多模型處理器的方法去降低能耗，同時副本成本不能超過成本閾值。?

綜上所述，以往的副本放置往往是側重于副本成本、副本數量和QoS等幾個方面，而對于能耗的考慮較少。存在的不足之處有：①大多數的副本放置都是在樹形網絡下進行的，而且在數據網格下考慮副本放置問題也是通過樹形網絡模擬的，忽略了其它的結構；②考慮能耗比較少，在考慮副本成本和QoS等約束時，所給定的閾值是任意設置的；③大多數副本放置問題都是在同構環境下考慮的，忽略了異構環境。?

發明內容

本發明的目的是提供一種云計算環境中面向DCell網絡的節能副本放置方法，在滿足系統性能要求得前提下，可以有效的節省能耗。

本發明的技術方案包括以下步驟：?

一、首先創建一個DCell₁，為DCell₁的每個服務器預定義M個隨機生成的離散的模型，并把這些離散模型按照從小到大的順序排列。?

二、初始化DCell₁，設置DCell₁中每一個服務器i的狀態屬性flag_i。?