基于动态定价策略的数据中心能耗成本优化.pdf

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1、第３６卷第３期计算机学报Ｖｏｌ．３６Ｎｏ．３２０１３年３月ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＯＭＰＵＴＥＲＳＭａｒ．２０１３基于动态定价策略的数据中心能耗成本优化王巍罗军舟宋爱波（东南大学计算机科学与工程学院南京２１１１８９）摘要当前，云数据中心的能耗问题已成为业界关注的热点．已有研究工作大多致力于从技术角度降低数据中心的能耗，或在能耗与性能之间寻求一种最佳的折衷．云计算作为一种商业计算模式，已有研究成果很少考虑到云定价策略对能耗管理机制的影响．文中提出了基于动态定价策略的数据中心能耗成本优化方案．建立起服务价格和能耗成本的统一模型，通过研究

2、两者之间的关系．协同优化服务价格与能耗成本，使数据中心的收益达到最优．鉴于数据中心规模庞大、承载任务繁重等特点，论文采用基于重载近似的大规模排队系统来对数据中心建模，根据不同数据中心间的服务需求量和电价差别，设计了多数据中心间的负载路由机制，旨在削减数据中心的整体能耗成本．针对单个数据中心，定义了双阈值策略以动态调节服务器的各种状态（Ｏｎ／Ｏｆｆ／Ｉｄｌｅ等），从而使数据中心能耗成本得到进一步优化．实验结果表明，论文提出的解决方案能够在满足用户ＱｏＳ需求的前提下，较好地优化数据中心能耗成本，同时使数据中心的收益达到最优．关键词数据中心；能耗；

3、定价策略；排队系统；绿色计算中图法分类号ＴＰ３９３ＤＯＩ号１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１０１６．２０１３．００５９９ＤｙｎａｍｉｃＰｒｉｃｉｎｇＢａｓｅｄＥｎｅｒｇｙＣｏｓｔＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｉｎＤａｔａＣｅｎｔｅｒＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓＷＡＮＧＷｅｉＬＵＯＪｕｎ－ＺｈｏｕＳＯＮＧＡｉ－Ｂｏ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１１１８９）ＡｂｓｔｒａｃｔＭｉｎｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔ

4、ｉｍｐｏｒｔａｎｔｓｔｕｄｙａｒｅａｓｉｎｇｒｅｅｎｄａｔａｃｅｎｔｅｒ．Ｉｎｔｈｅｐａｓｔ，ｍｏｓｔｅｎｅｒｇｙｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｅｌｉｔｅｒａｔｕｒｅａｒｅｔｏｍｉｎ－ｉｍｉｚｅｔｈｅｔｏｔａｌｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｒｆｉｎｄａｔｒａｄｅｏｆｆｂｅｔｗｅｅｎｅｎｅｒｇｙａｎｄｐｅｒｆｏｒｍ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｅｘｉｓｔｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｐｏｗｅｒｍａｎａｇｅｍｅｎｔｗｉｔｈｌｉｔｔｌｅｒｅｇａｒｄｔｏｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｐｒｉｃｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｙ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅ

5、ｒｗｅｐｒｏｐｏｓｅａｄａｔａｃｅｎｔｅｒｅｎｅｒｇｙｃｏｓｔｓｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｂａｓｅｄｏｎａｄｙｎａｍｉｃｐｒｉｃｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｙ．Ｂｙｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｗｏｏｆｔｈｅｍ，ｗｅｅｓｔａｂｌｉｓｈａｕｎｉｆｉｅｄｍｏｄｅｌｆｏｒｔｈｅｐｒｉｃｉｎｇａｎｄｅｎｅｒｇｙｃｏｓｔｓａｎｄａｃｈｉｅｖｅｔｏｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｂｅｎｅｆｉｔｓｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｄａｔａｃｅｎｔｅｒｓ．Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｆａｃｔｔｈａｔｔｈｅｄａｔａｃｅｎｔｅｒｉｓｌａｒｇｅｓｉｚｅａｎ

6、ｄｔａｋｅｓｈｅａｖｙｔｒａｆｆｉｃ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｍｏｄｅｌｓｔｈｅｄａｔａｃｅｎｔｅｒａｓａｈｅａｖｙｔｒａｆｆｉｃａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅｑｕｅｕｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｓｅｒｖｉｃｅｄｅｍａｎｄｓａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙｐｒｉｃｅｓ，ｗｅｄｅｓｉｇｎａｌｏａｄｒｏｕｔｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｂｅｔｗｅｅｎｍｕｌｔｉｐｌｅｄａｔａｃｅｎｔｅｒｓｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｏｖｅｒａｌｌｄａｔａｃｅｎｔｅｒｅｎｅｒｇｙｃｏｓｔｓ．Ｆｏｒａｓｉｎｇｌｅｄａｔａｃｅｎｔｅ

7、ｒ，ａｄｕａｌ－ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｓｔｒａｔｅｇｙｉｓｄｅｆｉｎｅｄｔｏｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙａｄｊｕｓｔｔｈｅｖａｒｉｏｕｓｓｔａｔｅｓｏｆａｓｉｎｇｌｅｓｅｒｖｅｒ（Ｏｎ／Ｏｆｆ／Ｉｄｌｅ，ｅｔｃ．），ｓｏｔｈａｔｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅｅｎｅｒｇｙｃｏｓｔｓｏｆｔｈｅｄａｔａｃｅｎｔｅｒｓ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｓｏｌｕｔｉｏｎｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒａｒｅａｂｌｅｔｏｍｅｅｔｔｈｅｕｓｅｒｓ’ＱｏＳｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｕｎｄｅｒｔｈｅｐｒｅｍｉｓｅｏｆｂｅｔｔｅｒｏｐｔｉｍｉｚａ－ｔｉｏ

8、ｎｏｆｄａｔａｃｅｎｔｅｒｅｎｅｒｇｙｃｏｓｔｓ，ｗｈｉｌｅｍａｋｉｎｇｔｈｅｄａｔａｃｅｎｔｅｒｔｏａｃｈｉｅｖｅｏｐｔｉｍａｌｂｅｎｅｆｉｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ