[發(fā)明專利]一種用于降低數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行成本的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011212615.2
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112328430A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李泉林;馬凡淇;樊瑞娜;常艷霞;張妮
• 申請（專利權(quán)）人: 燕山大學(xué)
• 主分類號: G06F11/14
• 分類號: G06F11/14
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 李馨

1.一種用于降低數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行成本的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、獲取在t時刻數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中正常運(yùn)行數(shù)據(jù)中心數(shù)量N(t)，以及在該時刻對目標(biāo)文件成功備份的數(shù)據(jù)中心數(shù)量M(t)；

S2、基于所述正常運(yùn)行數(shù)據(jù)中心數(shù)量N(t)和目標(biāo)文件成功備份的數(shù)據(jù)中心數(shù)量M(t)構(gòu)建二維馬氏過程的狀態(tài)轉(zhuǎn)移關(guān)系{(N(t),M(t)):t≥0}；

S3、基于所述二維馬氏過程的狀態(tài)轉(zhuǎn)移關(guān)系{(N(t),M(t)):t≥0}，得到狀態(tài)空間表達(dá)式Θ，并定義：

水平1：Θ₁＝{(1,1)}，

水平k∈{2,3,...,d-1}：Θ_k＝{(k,1),(k,2),...,(k,k)}，

水平l∈{d,d+1,d+2,...}：Θ_l＝{(l,1),(l,2),...,(l,d)}，其中d為備份數(shù)量；

S4、依據(jù)所述各階水平，得到{(N(t),M(t)):t≥0}在子狀態(tài)空間的無窮小生成元T；

S5、根據(jù)所述無窮小生成元T得到{(N(t),M(t)):t≥0}的在修正狀態(tài)空間的無窮小生成元Q：

其中T⁰＝-Te＝(λ；λ,0；λ,0,0；λ,0,0,0；λ,0,0,0,0；...)'，e是單位矩陣所有元素都為1的列向量，λ是數(shù)據(jù)中心的失效率；

S6、計算目標(biāo)文件在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中的壽命η；

S7、計算所述第一無窮小生成元T的逆矩陣T^-1；

S8、計算所述目標(biāo)文件在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中的壽命η的k階矩E[η^k]，

S9、根據(jù)E[η^k]得到壽命η的均值E[η]：

其中，壽命η服從一個無窮維的PH分布(α,T)，則表示初始概率向量，Δ^*表示二維馬氏過程轉(zhuǎn)移狀態(tài)里的吸收狀態(tài)，e是單位矩陣所有元素都為1的列向量，T表示{(N(t),M(t)):t≥0}在子狀態(tài)空間的無窮小生成元；

S10、基于所述壽命η的均值E[η]得到所述壽命η的均值E[η]與文件備份數(shù)量d的關(guān)系，繪制E[η]-d曲線，同時根據(jù)曲線拐點得到閾值θ，將數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中心中備份的數(shù)量d控制在閾值θ。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于降低數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行成本的方法，其特征在于，任意一個數(shù)據(jù)中心的壽命服從參數(shù)為λ的指數(shù)分布；數(shù)據(jù)中心加入到數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中為一個到達(dá)率為β的泊松過程；目標(biāo)文件的數(shù)據(jù)從一個數(shù)據(jù)中心復(fù)制到另一個數(shù)據(jù)中心所需要的時間是服從參數(shù)為μ的指數(shù)分布。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于降低數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行成本的方法，其特征在于，目標(biāo)數(shù)據(jù)在中心網(wǎng)絡(luò)中的壽命η根據(jù)以下計算得出：

η＝inf{t≥0:M(t)＝0,N(t)∈{0,1,2,...}}

其中，N(t)表示正常運(yùn)行數(shù)據(jù)中心數(shù)量，M(t)表示目標(biāo)文件成功備份的數(shù)據(jù)中心數(shù)量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于降低數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行成本的方法，其特征在于，所述第一無窮小生成元T的逆矩陣T^-1根據(jù)以下步驟得出：

利用RG分解方法得到U-測度定義為

U₀＝A_1,1,

U_k＝A_k+1,k+1+A_k+1,k(-U_k-1)^-1A_k,k+1,k＝1,2,3,...；

R-測度定義為

R_k＝A_k+1,k(-U_k-1)^-1,k＝1,2,3,...；

G-測度定義為

G_l＝(-U_l)^-1A_l+1,l+2,l＝0,1,2,....

依據(jù)U-測度、R-測度與G-測度，矩陣T存在RG-分解如下：

T＝(I-R_L)U_D(I-G_U),

其中

U_D＝diag(U₀,U₁,U₂,...),

因此，無窮小生成元T的逆矩陣T^-1