[发明专利]一种基于SDN架构的数据中心内存能耗优化方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机的内存能耗技术领域，具体是指一种基于SDN架构的数据中 心内存能耗优化方法。

背景技术

随着移动互联网日臻成熟，用户应用及服务激增，用户业务数据中心的规模和数 量日趋庞大，数据中心能耗问题也日益严重。

Ranganathan等对若干典型Web服务器负载进行研究，发现数据中心服务器平均 利用率在11％～50％之间，IBMBohrer等指出数据中心服务器利用率低导致高能耗； 因此提高数据中心服务器的利用率来降低能耗问题显得非常有必要。

目前世界范围内针对数据中心能耗的研究很多，Guo等基于数据中心处理任务不 均衡，通过Lyapunoy最优化设计在线算法，使得能量存储与花费节省方面折中，处 理任务少时将多余电能通过电池存储，处理任务多时将存储电能及时释放，以数据中 心整体为单位设计能耗模型，并基于此展开研究；

Kansal等以虚拟化为基础，对数据中心虚拟机进行能耗建模，包括CPU能耗模 型、内存能耗模型及磁盘能耗模型，但内存能耗模型的有效性缺乏进一步研究验证；

数据中心服务器主要能耗部件之一为内存，Delaluz等基于内存节点4种模式(活 动、待机、休眠、掉电)设计策略，通过监测内存使用情况及时转换内存节点模式， 在不影响数据中心负载均衡前提下减少能耗，但是没有严格考虑模式间切换时机。

在传统的单进程系统中，在一个指定时间段内只有一个单独的虚拟机处于工作， 因此虚拟机占用的内存节点是主要的内存能耗来源；目前随着虚拟技术的发展，传统 方式在电脑安装多个虚拟机，尽可能的充分利用计算机的内存资源，但是必须为每一 个虚拟机提供充足的存储资源，对一个拥有庞大内存的服务器来说会导致内存系统的 高能耗，因此需要减少数据中心服务器内存能耗。

根据物理内存的特点，传统做法是将物理内存分成许多的内存节点，然后对内存 节点设置不同的能耗状态，当一些内存节点接入数据时，这些节点就处于允许态，当 一些内存节点没有被使用时，将这些节点置于低能态，可以实现内存的节能。对于多 进程系统，同一时刻运行的多个不同的虚拟设备，内存能耗分配动态分布，为了能够 降低内存能耗，必须使这些虚拟机使用的内存节点尽可能的少。

发明内容

本发明针对以上研究存在的问题，采用了一种基于SDN架构的数据中心内存能 耗优化方法，在保证数据中心负载均衡前提下，使得整个数据中心处于活动态的内存 节点最少，从而尽可能的降低数据中心的能耗。

该方法具体步骤如下：

步骤一、数据中心的服务器接收用户请求数据包，SDN控制器控制Openflow交 换机将用户请求均衡分配到各个服务器；

数据中心的服务器有n台，集合为S＝(s₁,s₂,…,s_i,...s_n)，s_i表示第i个服务器。

步骤二、每个服务器为各用户请求建立进程，多个进程在服务器内核上组成进程 队列；

每台服务器包括处理器及内存；其中，内存资源由物理内存节点构成，处理器包 括m个CPU内核，集合为C＝(C₁,C₂,…,C_j,...C_m)。

步骤三、针对第i台服务器s_i，计算t时刻，m个CPU内核上的进程总集合pro(s_i,t)；