双层虚拟化云架构下任务调度能耗优化算法

张 驰，王宇新，冯 振，郭 禾

1.大连理工大学 软件学院，辽宁 大连116024

2.大连理工大学 计算机科学与技术学院，辽宁 大连116024

3.浪潮电子信息产业股份有限公司 高效能服务器和存储技术国家重点实验室，济南250101

近年来，无论是在科学研究还是商业领域，为了节约时间和经济成本，越来越多的工作流任务被托管到云平台上运行[1]。随着云计算基础设施需求不断扩大，云数据中心的规模呈爆炸式增长，能耗过高已经成为制约云计算产业健康发展的关键性问题。在过去的几十年中，云数据中心中计算资源的能耗已经占到其总能耗的45%[2]。为此，研究人员提出了多种节能策略如动态电压和频率缩放（DVFS）技术，工作流任务能耗优化调度策略，以及动态虚拟机合并策略。

虚拟化技术是云计算服务的核心和基础，是提高云数据中心服务器资源利用率的关键[3]。虚拟机技术作为传统的虚拟化技术会消耗大量的启动时间和服务器资源。相对于虚拟机的笨重，容器作为一种轻量化的虚拟化技术应用越来越广泛[4]。但是，由于容器共享服务器操作系统造成的隔离性不够也会导致一些安全隐患[5]。两者是不同层次的虚拟化技术，根据其各自的特性，将它们融合使用，如在虚拟机上部署容器形成双层虚拟化架构，可以使它们优势互补，更好地发挥作用[5]。一方面既能提供虚拟机带来的隔离性和安全性，又可以提供容器所拥有的轻便性和灵活性。另一方面，通过在虚拟机上部署多个容器可以使系统中的虚拟机的数量大大减少，相应地减少部署虚拟机的资源浪费和等待时间。……