虛擬化云計算平臺的能耗管理探討

黨紅恩　趙爾平　雒偉群

摘要：關于虛擬化云計算平臺的能耗管理探討，其目的是對云計算平臺的能耗管理挑戰進一步深入了解，使得可更好地解決云計算平臺的能耗管理中所面臨的問題，現目前被解決的重點為高能耗數據中心，因此，則需要一種更為科學的、先進的平臺或技術供人類使用，虛擬化云計算平臺具有過硬的優勢和超強的實力，因此在人們的工作、生活中取得了一定的應用。近年來，虛擬云計算平臺發展速度較快，具有資源利用率高等優勢，讓云計算和虛擬化技術在日常生活生產中應用日漸廣泛，文章主要概括了虛擬化云計算平臺的能耗管理所面臨的問題，并作了進一步分析。

關鍵字：云計算平臺；虛擬化；能耗管理

隨著社會經濟文化不斷發展，迎來了信息化時代，越來越被關注的重點問題則演變為數據中心的高能耗問題，當虛擬化云計算平臺在計算機的使用頻率越來越多時，人們使用到的較多信息逐步被換存到云端，因此，計算機能耗管理問題也就出現了較大困難的挑戰。高能耗問題主要表現在兩個方面，即處理取能耗和數據中心能耗，因計算機使用頻率較高，數據中心所涉及到的范圍日益廣大，能量的過量消耗體現在服務器數量日益增多上，因服務器間的利用率較低，進而導致更多有效電能被浪費，計算機被人們共同使用時，處理器需進行高速運轉，因此產生了高能耗問題。本文意在探討分析關于虛擬化云計算平臺的能耗管理。

1.虛擬化云計算平臺的能耗測量

1.1虛擬化云計算平臺的概念

虛擬化所牽涉的范圍較廣，包含存儲虛擬化和服務器虛擬化。服務器虛擬化需將一臺計算機服務器進行分化，將其虛擬成多個虛擬機器，在更上一級的軟件和操作系統上來看，所分化出的各虛擬機屬于相對獨立存在的服務器，但其中任何一條虛擬化機器均不屬于領導地位，而具有領導地位的為主物理計算機。虛擬化逐步發展至成熟的基礎上，在不同場所，其意義也有所差異。云計算則依據互聯網計算方式，虛擬機和主機的需求，將通過處理所取得的信息或有效資源傳輸給其他設備或計算機。

1.2虛擬化云計算平臺的管理問題

虛擬化技術可向計算機管理操作提供良好的便利性，若虛擬化數據中心需進行維護時，可將虛擬化機器轉移到其他服務器，計算機應用程序不需進行終止，此方式具有一定的便利性，但也存在資金的問題，數據中心需增加求購寬帶，以便性能更高，配合計算機使用。此外，虛擬化技術的引進，不僅可使計算機數據中心相應的自動化決策得到改變，同時也可控制計算機耗能。

1.3虛擬機的能耗管理挑戰

虛擬化不僅給數據中心帶來了相應的解決措施，同時，也為能耗管理提出了新的挑戰。首先，因虛擬化平臺內，物理和虛擬的兩種資源不具有統一性，因此，客戶機器所看到的物理資源和虛擬資源兩者具有不一致性。所以，對客戶虛擬機能耗問題給予有效控制和管理則相當重要；其次，計算機網絡中心，人們對網絡的需求越來越多，計算機平臺會因此出現數據故障和網絡更新等問題，又因虛擬機自身具有獨特的特點，因此，不僅可實現對虛擬機的能耗管理，同時還可操作虛擬機能耗管理。另外，可以通過硬件能耗管理機制完成對單獨存在的虛擬機的能耗處理，實際上，所提出的解決措施依然具有一定局限性。因信息屬于硬件資源虛擬后，并由虛擬機進行共享，因此機器無法直接運用硬件降能耗管理問題，造成其他虛擬機器不能正常運行，在硬件能耗管理中，因多個虛擬機器共享硬件能耗管理，所以不可用來能耗管理操作。總的來說，兩個方案均具有一定的不合理性，存在局限性，所以，研究出可將“硬”和“軟”兩者結合起來的能耗調節技術方案，則顯得十分必要。

1.4分析虛擬機能耗問題

虛擬化云計算平臺中，大部分在線能耗監控均建立在物理節點基礎上，使用計算機平臺之外的功耗計量器，對計算機主機的能耗進行管理，并為計算機主機提供系統之內的能耗，并非依據計算機能耗問題來統計能耗，因此，則導致了計算機能耗管理存在較低的精準度。所以，為進一步精準測量能耗管理，可運用能耗輪廓分析方法來開發資源。虛擬機的能耗輪廓分析方法，可對每臺計算機下各虛擬機的能耗狀況進行自動分析。計算機行業中相關學者為優化能耗問題，深度分析了軟件程序上的能耗輪廓，通過分析虛擬化云計算憑條服務器整合場景的能耗進行能耗輪廓，進而開發出一個新模型來預測評估整合場景下所應用程度的持久能耗。

2.虛擬化云計算平臺的能耗管理

此方面意思實際為操作計算機平臺下虛擬機能耗管理的功能，通過能耗管理的問題，為其他平臺提供有效的、統一的管理方式，最終達到虛擬化云計算平臺能耗管理的操作目的，云計算平臺允許軟伸縮、硬伸縮，以及整合等方式對虛擬機器進行能耗管理。硬伸縮需依靠虛擬層中的信息，設備和平臺均不同，隨之所反映出的能力也有所不同，同時也會自動判斷是否會出現變化。硬伸縮無法做成正確反饋時，需重視軟伸縮，軟伸縮通過對計算機虛擬機的屬性進行進一步滲透，并給予修改整合，模擬出可能需要的新的屬性和性能，若處理器工作停止，軟伸縮會發揮更加細致的功能，使能耗使用率降低，對持續性發展有促進作用，此管理的最優點為針對性能不同，選擇最佳憑條降耗降節能操作。

虛擬化云計算平臺的能耗管理具有節能效果，其節能方式是將和在使用的服務器進行統一，讓服務器過渡耗能的問題得以改善，但在和服務器統一時，需對計算機能耗和性能等作出進一步分析，明確其利弊。

3.討論

隨著世界經濟不斷發展，科技相對較為發達的網絡信息時代已逐步取代電氣時代，在當今網絡潮流中，計算機領域崛起速度較快，并在進行不斷更新和創新，虛擬化云計算平臺的使用頻率也越來越高，因此，虛擬化云計算平臺的能耗管理的探討分析，對某些行業均具有一定程度的引導力，并不斷促使科學技術的進一步發展。