[發明專利]基于相空間的云計算能耗優化方法和系統

有效

• 申請號: 201810845198.1
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN108845886B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 鄭美光;常成龍;楊姣
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F1/329
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 何湘玲

1.一種基于相空間的云計算能耗優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：獲取云計算系統中所有的節點以及所述節點的上下文環境信息，并建立能耗模型；

S2：測量所述節點所有正在執行的任務的總能耗，根據該總能耗建立靜態能耗相空間；

S3：采用所述能耗模型預測新增任務所需的能耗，并建立動態能耗相空間；

S4：根據所述靜態能耗相空間計算得到最優子相空間；

S5：預測新增任務在所述最優子相空間中各節點的能耗，根據所述靜態能耗相空間和所述動態能耗相空間設計任務調度算法，并確定新增任務的最優任務分配方案；

所述S1中，所述上下文環境信息包括節點類型、網絡條件、以及集群位置；

結合所述上下文環境參數，計算任務的實際時間開銷如下：

表示任務在組件C_ij上的理想時間開銷，θ_i為節點的環境參數；

建立能耗模型為：

表示節點C_i接收任務負載后組件C_it的能耗變化值，N表示N個能耗參數；

所述動態能耗相空間的建立考慮節點接收任務產生的能耗增加情況，將節點C_i因接收任務而帶來的能耗增加值的歸一化值作為C_i在動態能耗相空間中投影點的廣義坐標，節點C_i的能耗變化值在動態能耗相空間中廣義坐標如下：

A′_i＝(X′_i1,X′_i2…X′_it…X′_iN),1≤j≤N；

其中，X′_ij表示組件C_ij上當前能耗變化的歸一化值，表示節點C_i接收任務負載后組件C_it的能耗變化值，λ_i表示節點C_i能耗占云集群總能耗的百分比，w_ij表示組件C_ij能耗占節點C_i總能耗的百分比。

2.根據權利要求1所述的基于相空間的云計算能耗優化方法，其特征在于，所述S2中，所述建立靜態能耗相空間具體包括以下步驟：

S21：獲取所述云計算系統中當前的所有節點正在執行任務的能耗參數組成的所有向量；

S22：將所有所述向量映射到相空間中，將所述能耗參數的個數視為相空間的維度，將所有所述向量的模之和視為云計算系統當前的負載總能耗，根據所述負載總能耗建立靜態能耗相空間。

3.根據權利要求1所述的基于相空間的云計算能耗優化方法，其特征在于，所述S3中，所述建立動態能耗相空間具體包括以下步驟：

S31：采用能耗模型預測所述云計算系統中的新增任務的能耗參數組成的所有能耗增加向量；

S32：將所述能耗增加向量映射到相空間中，將所述新增任務的能耗的參數個數視為相空間的維度，將所有所述能耗增加向量的模之和視為新增的總能耗，根據所述新增的總能耗建立動態能耗相空間。

4.根據權利要求1所述的基于相空間的云計算能耗優化方法，其特征在于，所述S4具體包括以下步驟：

S41：建立靜態能耗相空間中反應所述節點能耗狀態的坐標軸，并確定所述靜態能耗相空間的投影點集合；

S42：在所述靜態能耗相空間中，過所述投影點集合的重心向所述坐標軸作垂線得到相應數量的子相 空間；

S43：若某個子相 空間中任意一點在各坐標軸上的坐標值均小于中心的坐標值，則將該子相 空間視為最優子相 空間。

5.根據權利要求1所述的基于相空間的云計算能耗優化方法，其特征在于，所述S5中，所述確定新增任務的最優任務分配方案具體包括以下步驟：

S51：采用所述能耗模型預測新增任務在所述最優子相 空間中各節點上的能耗，并得到所有可能的分配方案；

S52：采用任務調度算法將所述所有可能的分配方案映射到所述動態能耗相空間中，將使得相空間重心相比于原點移動距離最小的方案視為所述新增任務的最優任務分配方案。