淺談虛擬化云計算平臺的能耗管理

金秋

摘要：對于虛擬化云計算平臺而言，在運行過程中，是以數(shù)據(jù)作為基礎，來實現(xiàn)虛擬化云計算平臺的穩(wěn)定運行。在虛擬化云計算平臺運行過程中，其能源消耗的管理工作主要是要了解虛擬機和云計算的消耗，解決在這其中所存在的問題，這樣才能夠?qū)ζ淠芎倪M行合理管理。本文就先了解虛擬化云計算平臺的內(nèi)容，然后說明在虛擬化云計算平臺能耗管理過程中所存在的問題，最后說明虛擬化云計算平臺的能耗管理措施，為虛擬化云計算平臺的使用提供相應幫助。

關鍵詞：虛擬化;云計算;平臺;能耗;管理

中圖分類號：TP393? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）08-0202-02

在互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的背景下，云計算平臺水平也在不斷提升，并且將其應用于社會的各個行業(yè)，改變著人們的生活。但是，在這過程中也應該能夠了解到隨著虛擬化云計算平臺的不斷擴大，其能源消耗也在不斷增加，如果沒有進行有效管理，就會嚴重影響虛擬化云計算平臺的穩(wěn)定發(fā)展。所以需要對虛擬化云計算平臺進行深入研究，結(jié)合虛擬化云計算平臺的實際情況采取相應的解決措施。

1虛擬化云計算平臺內(nèi)容

1.1概念

其虛擬化的內(nèi)容就是指利用計算機來將其功能虛擬化，讓計算機能夠具備更多功能，更好地完成不同的需求，有效地提高其資源的利用效率，也為計算機的儲存模式發(fā)展提供具體思路[1]。從模式的角度上來看，云計算是一種多范圍的共享，能夠為與用戶提供訪問、應用等等相應功能，在應用云計算過程中，其主要的核心就在于虛擬化，所以就說明云計算必須在虛擬化的平臺上進行工作。

1.2 特點

虛擬化云計算平臺也是由原本的計算機發(fā)展而來，自身具有規(guī)模大的特點，在這其中也存在著一定的危險。在不斷發(fā)展過程中，逐漸地將相應的網(wǎng)絡技術和計算機進行聯(lián)系，進而能夠有效地形成多種類型的服務器，更好地完成社會對于計算機的需求。虛擬化技術作為云計算的核心，能夠讓用戶在使用過程中不會受到空間、時間的限制，更好地為其提供相應服務[2]。

2 虛擬化云計算平臺的能耗管理問題

2.1 對虛擬化管理存在難度

因為虛擬化云計算平臺在運行過程中必須有大量的數(shù)據(jù)作為基礎，那么在這種情況下能夠?qū)τ嬎銠C硬件進行管理，并且還能夠了解內(nèi)部的消耗情況，但是卻很難讓其各個虛擬機之間實現(xiàn)資源共享，進而導致虛擬機不能夠穩(wěn)定運行，也無法對其內(nèi)部的能耗進行有效管理。

2.2 驅(qū)動器故障較多

在虛擬化云計算平臺運行過程中，其會出現(xiàn)能源消耗過大的問題，這樣就會對導致虛擬化云計算平臺的服務器受到影響，數(shù)據(jù)在傳輸過程中會浪費大量能源，而且因為用戶也在不斷增加，這樣就使得數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)越來越多，對于相關設備的配電要求更高，會容易讓驅(qū)動器發(fā)生故障，影響平臺的正常運行[3]。

2.3 頻率過高導致高能耗

雖然虛擬化云計算平臺其具備很大的優(yōu)點，能夠及時地為其提供數(shù)據(jù)，而且在人們的生活、生產(chǎn)中都有所應用。但是，隨著其規(guī)模的不斷擴大，在這其中的服務器被反復使用，這樣就導致數(shù)據(jù)使用的頻率過高，進而其能耗也就會越高。

3 虛擬化云計算平臺的能耗來源

對于虛擬化云計算平臺的能耗來說，主要是在處理器和數(shù)據(jù)中心上存在能耗。因為其處理器在不斷發(fā)展過程中，當前的處理器能夠很好地達到相應的運行速度，但是也伴隨著能源消耗的問題。雖然通過優(yōu)化技術能夠很好地提高其硬件的使用率，但是因為受到一些程序運行的影響，就導致其能源的消耗較大[4]。而對于數(shù)據(jù)中心而言，則是因為數(shù)據(jù)中心的規(guī)模越來越大，所以就導致如果改變服務器數(shù)量，就會產(chǎn)生較多能耗，而且在服務器運行過程，還會因為電量使用過多而產(chǎn)生較大的浪費。

4 虛擬化云計算平臺的能耗管理策略

4.1 能耗管理和測量

4.1.1 虛擬化云計算平臺的管理

如果想要對其虛擬化云計算平臺進行有效管理，那么在這其中就應該從多個方面進行考慮[5]。第一，可以通過客戶虛擬機來對其能耗進行管理，但是這種方法在應用過程中有著一定的問題，比如其虛擬機不能夠占用硬件功能，所存在的相應資源是通過虛擬化后的資源，并且能夠讓其不同虛擬機之間實現(xiàn)共享。此外，在這其中還容易導致資源的性能發(fā)生改變。第二，是通過硬件的方法來對其進行能耗進行管理，但是這種方法在管理過程中會與相應的虛擬機實現(xiàn)共享，這樣也就說明其硬件不能夠指定為一個虛擬機進行管理。如果采取通過總線的方法來降低寬帶，那么就無法在這其中發(fā)揮DIMM的優(yōu)勢[6]。此外，在這其中在磁盤上也存在問題，因為磁盤會分為幾個分區(qū)，那么就可能會出現(xiàn)不同的客戶機在同一個分區(qū)上使用。而磁盤分區(qū)如果利用時間域多路復用能耗管理，也面臨著兩個問題，也就是在轉(zhuǎn)化資源管理過程中可以利用這種方法，也有可能會對多核平臺無法使用。所以，就應該積極研究新型能耗調(diào)節(jié)技術，進而來對虛擬化云計算平臺的能耗進行有效管理。

4.1.2 能耗測量步驟

對于虛擬化云計算平臺的能耗測量有三個方法：第一，就是將其特殊資源和整體系統(tǒng)進行聯(lián)系，并且在這其中能夠考慮到一些利用率較低的層次，以此為基礎所建立的系統(tǒng)就能夠很好地保證能耗測量的準確。第二，就是利用輕量級監(jiān)控系統(tǒng)來對不同時間的不同資源進行測量。第三，是利用評估的方法來了解虛擬化云計算平臺的能耗情況，通過對其計算來了解能源利用率。

4.2 能耗分析和建模

對于虛擬化云計算平臺能耗建模可以分為兩種，分別為靜態(tài)和動態(tài)。在這其中的靜態(tài)主要是針對其虛擬化云計算平臺系統(tǒng)子部件的能耗，比如其內(nèi)存、CPU等，還能對其整體進行建模[7]。而動態(tài)能耗建模則是針對其虛擬化云計算平臺所應用的場景進行建模，在這其中就能夠分為服務器和在線兩種模式。對于其平臺硬件的能耗建模，主要是要保證其模型的準確。正常情況下，都是利用動態(tài)能耗模型，這樣能夠很好地了解其虛擬化云計算平臺的能耗情況，并對其進行優(yōu)化。

4.3 虛擬化云計算平臺的能耗管理制度

因為虛擬化云計算平臺的能耗管理方向不同，可以將其分為虛擬化層和云計算平臺層兩類。在這其中的虛擬化層能耗管理主要是對其管理層和虛擬機層的具體內(nèi)容進行分析，而云計算平臺的能源管理制度其應用范圍較廣，主要是從虛擬資源管理的角度來對其云計算平臺能耗進行管理，在這其中可以分為兩個方面。

4.3.1 VMM層能耗管理制度

在這過程中可以將其虛擬機的管理器作為一種系統(tǒng)來對其進行操作，以便于能夠了解整個系統(tǒng)的實際情況，在這過程中通過利用DVFS技術來減少其部件的能源消耗[8]。此外，還可以利用應用程序來進行具體操作，進而來明確虛擬機的能源管理內(nèi)容，并明確CPU的實際使用率，調(diào)整其運行狀態(tài)，讓其能夠保持在最佳運行下。

4.3.2 能耗管理中間框架

對于這一內(nèi)容而言，主要是將其應用于模塊化中，并且這種方法能夠?qū)ζ淠茉催M行合理劃分，并記錄其中內(nèi)容。主要是以某系統(tǒng)來進行運行，其參考與主機層子系統(tǒng)和能源了解兩個部分。

4.4 能耗管理優(yōu)化算法

對于虛擬化云計算平臺而言，其優(yōu)化算法主要分為靜態(tài)和動態(tài)兩種。在這其中的靜態(tài)又能夠分為相關性和峰值兩個類型，其相關性的算法是根據(jù)其所出現(xiàn)的現(xiàn)象，比如其中應用程序的峰值要遠大于其他時候，這種算法主要還是根據(jù)其尾部邊界來明確應用程序的規(guī)模，并沒有將應用程序所需要的規(guī)模來作為基礎，而且這種算法所考慮的則是程序之間的連續(xù)，所以就能夠保證不會在同一個服務器中出現(xiàn)兩個不同的程序，進而來對其相關性進行有效控制。

動態(tài)部署算法在這其中也能夠?qū)⑵浞譃槟茉醋钚』v史感知等等不同的算法。其中的能源最小化在使用過程中沒有注重以往的配置方法，這樣就可能會因為其投入較大，而出現(xiàn)遷移。所以，在這其中一些研究人員就提出改進的FFD算法，將其來有效的應用于服務器中，這種算法時先利用服務器來完成相應請求，然后才能夠進行相應計算。對于在這其中大于目標的利用率，其應用程序會選擇規(guī)模較小的來完成遷移。先將其添加在虛擬機中，然后再對FFD進行運行。如果是新的虛擬機在分配過程中和主要是利用pMaP來進行尋找，而且還需要考慮到遷移的支出。在這樣的情況下都是利用能耗最小化部署算法，來選擇到最新的最小化能源來對其進行部署，了解兩個部署之間所存在的不同，然后決定選擇通過對以上內(nèi)容的重復，直至沒有能耗遷移存在。

此外，一些研究人員也研究出溫度感知負載部署算法，能夠?qū)ζ湓O備冷卻所產(chǎn)生的能耗進行控制，進而來減少成本的支出，更好地保證硬件的穩(wěn)定運行。通過對兩個算法內(nèi)容中其資源的檢測，將在這其中最好的資源進行分配，這樣就能夠很好地降低其中的能耗，還能夠減少資源的數(shù)量，更好地達到對虛擬化云計算平臺能耗管理目的。

5 結(jié)語

總而言之，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，其應用的范圍也在不斷擴大，在這其中的虛擬化云計算平臺在人們的生活中作用越來越大。虛擬化云計算平臺的發(fā)展規(guī)模較大，而且有著明顯的虛擬化特點。但是，在不斷應用過程中，在這其中的能耗也越來越大。所以，就應該及時的加強對虛擬化云計算平臺的能耗管理，更好地推動其虛擬化云計算平臺的穩(wěn)定發(fā)展。在發(fā)展過程中，要根據(jù)實際情況，采取科學合理的方法，并明確其中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，對其進行分析，有效的采取相應節(jié)能措施，減少在這其中的能源消耗，更好的推動虛擬化云計算平臺的穩(wěn)定發(fā)展，讓其有效地為社會發(fā)展所服務。

參考文獻：

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[6] 張皓瑜.關于虛擬化云計算平臺的能耗管理[J].電子測試，2016（24）：98，100.

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【通聯(lián)編輯：光文玲】