面向雲數據中心節能降耗的網路最佳化控制技術研究

《面向雲數據中心節能降耗的網路最佳化控制技術研究》是依託北京交通大學，由方維維擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：面向雲數據中心節能降耗的網路最佳化控制技術研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：方維維
• 依託單位：北京交通大學

項目摘要

大型數據中心是實現雲計算的重要基礎設施，但在提供雲服務的同時也帶來對電力能源的巨大消耗，以及龐大的電力費用支出。本項目通過對雲計算環境下單數據中心內及多數據中心間的網路及網路流進行最佳化控制，實現節約電力能源和降低電費開銷的總體目標。一方面，項目將針對網路元素能耗開展節能研究。具體地，研究數據中心內部能耗感知的網路流最佳化路由問題，在滿足網路套用需求和保障網路服務質量的約束條件下，採用休眠機制最小化網路的能耗開銷；在此基礎上，研究能耗感知的虛擬機最佳化部署問題，在網路流量總需求一定的條件下最佳化流量分布，進一步提升節能空間。另一方面，針對多數據中心間費用感知的多請求最佳化分發問題進行研究，在滿足能耗、價格等多個約束條件的同時最小化總電費開銷。在理論研究的同時，將建立仿真環境和原型系統驗證理論成果和關鍵技術的有效性。本項目的研究具有很好的科學意義和套用前景，將為綠色數據中心的建設和發展提供思路和方法。

結題摘要

大型的數據中心對電力資源的巨大消耗及相應龐大的電費支出對雲計算和雲服務提出了挑戰，它已成為高性能計算和網路基礎研究領域的重要研究課題，並得到了學術界的持續關注。本項目通過網路最佳化控制下的電力能源節約和電力費用降低兩個關鍵科學問題的研究，在能耗感知的網路流最佳化路由、網路設備狀態的自適應調整、能耗感知的虛擬機最佳化部署和費用感知的多請求最佳化分發等四個方面進行了深入探索；通過理論研究和構建實驗系統進行實驗驗證，在基於數據放置和流量路由綜合最佳化的網路骨幹部分節能方法、針對能耗約束下最優接納控制問題的網路系統動態調度方法、雲數據中心內部結合虛擬機放置和網路流路由綜合最佳化方法和分散式雲數據中心費用感知的負載分發和計算服務提供方法等四項關鍵技術方面實現了突破。此外，為了應對技術的快速發展，本項目結合了移動雲計算的技術路線進一步對雲-端結合的節能降耗問題進行了有益探索和研究擴展，並取得了重要成果。本項目發表了10篇高質量研究論文，其中包括SCI期刊文章8篇，EI期刊文章2篇，含CCF推薦期刊6篇；獲得1項授權發明專利；培養1名博士後和5名研究生；為有效解決數據中心的節能降耗問題探索了新的途徑。本項目實現了預期的目標。