一种动态web服务器集群的节能方案研究

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1、汕头大学硕士学位论文一种动态Web服务器集群的节能方案研究学位论文原创性声明本论文是我个人在导师指导下进行的工作研究及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文使用授权声明本人授权汕头大学保存本学位论文的电子和纸质文档，允许论文被查阅和借阅；学校可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保

2、存和汇编论文；学校可以向国家有关部门或机构送交论文并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对于保密的论文，按照保密的有关规定和程序处理。作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据汕头大学硕士学位论文一种动态Web服务器集群的节能方案研究摘要现今Web服务器集群已经普遍的提高了服务器处理的性能，而随着数据中心规模的不断提升，服务器的能耗也占用了大量企业投资，这些能耗的节省已成为迫切需要解决的严峻问题。本文提出了一种Web集群节能部署方案。采用动态调整CPU频率和动态开关服务节点的措施来进行节能，将We

3、b集群节能部署问题转化为带约束的规划问题。针对该规划问题，提出了一种差分进化求解算法，在迭代过程中采用贪婪思想对不满足约束条件的解进行修正，并将贪婪算法得到的解放入初始种群以提高收敛速度。由于规划变量少，且我们为其提出了高效的差分进化求解算法，因而即使运用于大规模的集群，其规划问题仍然可以在线进行求解。另外节点CPU频率的离散性限制了最大节能化，本文也验证了CPU频率进行模拟实现连续的可行性和重要性，同时应用数学拟合理论验证请求负载和CPU频率存在的关系式，用来选择性的采取频率连续化模块实现资源充分利用。本文把节能方案部署到

4、实际环境中进行测试验证和数据对比，得到了不错的节能效果，也集成了一个经过实验成功的Web服务器集群节能系统，节能部署方案的实现，能够提高数据中心基础设施的能源利用效率，可以有效的缓解迫切的服务器高能耗问题，减少温室气体排放，对于保护环境和促进经济发展具有重大意义，使其充分转为社会效益，降低能耗浪费。关键字：Web服务器节能，DVFS，部署测试，频率连续，规划求解I万方数据汕头大学硕士学位论文一种动态Web服务器集群的节能方案研究ABSTRACTWebserverclusterhasbeenwidelyusedtoimprov

5、etheperformanceofwebservers,butwiththeexpansionofthescaleofInternetdatacenterquickly,anditsenergyconservationisanurgentproblemtobesolved.Inthispaper,weproposeadynamicenergy-efficientdeploymentschemeforwebcluster,whichaimstominimizepowerconsumption.Itadoptsbothserve

6、rdynamicswitchingon/offandCPUdynamicfrequencyscalingmechanismstosaveenergy,andtransformstheenergy-efficientdeploymentproblemofwebclustertoaconstrainedprogrammingproblem.Alsoweproposeadifferentialevolutionalgorithmtosolvetheproblem.Thealgorithmusesgreedyideatocorrec

7、tthesolutionswhichdonotsatisfytheconstraintsduringtheiterativeprocess,andputsthesolutionsgotbygreedyalgorithmintotheinitialpopulationtoaccelerateconvergencerate.Thefewerprogrammingvariablesandefficientsolvingalgorithmmaketheonlinesolvingoftheproblempossibleevenappl

8、iedinlarge-scalewebcluster.Another,thedispersionofCPUfrequencylimitsthemaximumofenergyconservation,Thefeasibilityandsignificanceofsimulatedconsec