云计算数据中心服务器数量动态配置策略

来源：电子与信息学报杂志2015年第8期北京时间：

作者：卫星, 张建军, 石雷, 翟琰

单位：2.(合肥工业大学计算机与信息学院 合肥 230009) ②(安全关键工业测控技术教育部工程研究中心 合肥 230009)

摘要：云计算数据中心由通过高速网络连接的大量服务器构成，一种有效的节能措施是维持与系统负载成比例的活跃服务器数量同时切换剩余服务器到空闲模式，由此分别产生操作能耗和切换能耗。该文研究如何动态配置活跃服务器数量以最小化数据中心能耗(操作与切换能耗之和)的问题。首先，建立了问题的NP数学模型，并分析了无切换能耗情况下最优解的特性；其次，通过消除整数动态规划的递推过程，推导具有多项式复杂度的最优静态算法；最后，采用对未来负载的最坏预测结果作为约束制定了优化在线策略。仿真结果表明，所提出的静态最优和动态优化策略能够适应外界负载的剧烈变化趋势始终谨慎调整活跃服务器和休眠服务器的比例，以接近最优的能耗代价维持数据中心的平稳运行。

关键词：云计算, 数据中心, 活跃服务器, 离线最优算法, 动态规划, 在线算法

基金资助：国家自然科学基金(61370088)，国家国际科技合作专项项目(2014DFB10060)和中央高校基本科研业务费专项资金(2011HGBZ1321, 2012HGQC0012)