[发明专利]一种基于CPU动态调频技术的数据中心节能方法

权利要求书

1.一种基于CPU动态调频技术的数据中心节能方法，其特征在于：所述方法包括虚拟机初始化放置和动态管理两个阶段。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述虚拟机初始化放置阶段包括如下技术参数

（1）单个物理节点的能耗表示为

f_energy＝c+k*f³*u_cpu-----------------------（1）

f_energy表示物理机的瞬时功率，其中c表示物理机静止能耗；f是CPU频率，u_CPU是CPU利用率，k是系数，表示CPU的动态能耗与频率的三次方以及CPU的利用率成正比；

（2）单个物理节点的资源均衡度表示为

fbalance=(1-ucpuu)2+(1-umemu)2+(1-ubwu)2---(2)]]>

其中(u=ucpu+umem+ubw3)]]>

u_mem，u_bw分别表示物理节点的内存和带宽利用率，从式（2）看出，如果三种资源利用率比较均衡，f_balance的取值也会相应的小；

（3）基于式（1）和式（2），虚拟机初始化放置的目标函数表示为：

minF=a*Σi=0n-1fenergyi+b*Σi=0n-1fbalancei---(3)]]>

s.t.u_cpu≤u_sla,u_mem≤u_sla,u_bw≤u_sla

其中表示物理节点i的能耗，f_balance i表示物理节点i的各维资源均衡程度，a、b是权值，表示对能耗和资源均衡两方面的重视程度，目标SLA通过约束f_energy和f_balance中的各维资源利用率体现，u_sla表示物理节点资源利用率的上限；

F函数的求解实质上是个多目标优化问题，采用分层序列法分别考虑每个目标，将SLA作为第一目标，能耗作为第二目标，资源均衡度作为第三目标，在此基础上，设计启发式蚁群算法用于搜索解空间，基本方法为

初始化时将虚拟机j和物理机i组成二元组，一个二元组对应一条路径，赋予每条路径一个相同的初始信息素值t_ij=t，蚂蚁为虚拟机j随机地选择路径，t_ij较大的路径易被选中，蚂蚁为所有虚拟机选好路径也就是选好物理机后，形成一个初步的虚拟机放置方案，n只蚂蚁形成n个虚拟机放置方案，将满足第一目标SLA的所有解作为第二目标的搜索空间，根据第二目标的解集，取前p%，的较优子集作为第三目标的搜索空间，继而得到正确的放置解，其中，p是预先设定的一个固定比例，对于正确放置解中的路径，其信息素按给定参数倍数递增；

重复上述过程，迭代至前后两次F值变化足够小后，输出一个正确的虚拟机放置方案。