[发明专利]一种用于降低数据中心网络系统运行成本的方法

权利要求书

1.一种用于降低数据中心网络系统运行成本的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获取在t时刻数据中心网络中正常运行数据中心数量N(t)，以及在该时刻对目标文件成功备份的数据中心数量M(t)；

S2、基于所述正常运行数据中心数量N(t)和目标文件成功备份的数据中心数量M(t)构建二维马氏过程的状态转移关系{(N(t),M(t)):t≥0}；

S3、基于所述二维马氏过程的状态转移关系{(N(t),M(t)):t≥0}，得到状态空间表达式Θ，并定义：

水平1：Θ₁＝{(1,1)}，

水平k∈{2,3,...,d-1}：Θ_k＝{(k,1),(k,2),...,(k,k)}，

水平l∈{d,d+1,d+2,...}：Θ_l＝{(l,1),(l,2),...,(l,d)}，其中d为备份数量；

S4、依据所述各阶水平，得到{(N(t),M(t)):t≥0}在子状态空间的无穷小生成元T；

S5、根据所述无穷小生成元T得到{(N(t),M(t)):t≥0}的在修正状态空间的无穷小生成元Q：

其中T⁰＝-Te＝(λ；λ,0；λ,0,0；λ,0,0,0；λ,0,0,0,0；...)'，e是单位矩阵所有元素都为1的列向量，λ是数据中心的失效率；

S6、计算目标文件在数据中心网络中的寿命η；

S7、计算所述第一无穷小生成元T的逆矩阵T^-1；

S8、计算所述目标文件在数据中心网络中的寿命η的k阶矩E[η^k]，

S9、根据E[η^k]得到寿命η的均值E[η]：

其中，寿命η服从一个无穷维的PH分布(α,T)，则表示初始概率向量，Δ^*表示二维马氏过程转移状态里的吸收状态，e是单位矩阵所有元素都为1的列向量，T表示{(N(t),M(t)):t≥0}在子状态空间的无穷小生成元；

S10、基于所述寿命η的均值E[η]得到所述寿命η的均值E[η]与文件备份数量d的关系，绘制E[η]-d曲线，同时根据曲线拐点得到阈值θ，将数据网络中心中备份的数量d控制在阈值θ。

2.根据权利要求1所述的用于降低数据中心网络系统运行成本的方法，其特征在于，任意一个数据中心的寿命服从参数为λ的指数分布；数据中心加入到数据中心网络中为一个到达率为β的泊松过程；目标文件的数据从一个数据中心复制到另一个数据中心所需要的时间是服从参数为μ的指数分布。

3.根据权利要求2所述的用于降低数据中心网络系统运行成本的方法，其特征在于，目标数据在中心网络中的寿命η根据以下计算得出：

η＝inf{t≥0:M(t)＝0,N(t)∈{0,1,2,...}}

其中，N(t)表示正常运行数据中心数量，M(t)表示目标文件成功备份的数据中心数量。

4.根据权利要求1所述的用于降低数据中心网络系统运行成本的方法，其特征在于，所述第一无穷小生成元T的逆矩阵T^-1根据以下步骤得出：

利用RG分解方法得到U-测度定义为

U₀＝A_1,1,

U_k＝A_k+1,k+1+A_k+1,k(-U_k-1)^-1A_k,k+1,k＝1,2,3,...；

R-测度定义为

R_k＝A_k+1,k(-U_k-1)^-1,k＝1,2,3,...；

G-测度定义为

G_l＝(-U_l)^-1A_l+1,l+2,l＝0,1,2,....

依据U-测度、R-测度与G-测度，矩阵T存在RG-分解如下：

T＝(I-R_L)U_D(I-G_U),

其中

U_D＝diag(U₀,U₁,U₂,...),

因此，无穷小生成元T的逆矩阵T^-1