基于强化学习的虚拟机整合中以能源和性能为核心的资源分配框架

【字体: 时间:2025年05月21日 来源:Recent Advances in Computer Science and Communications CS2.5

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  针对虚拟机整合迁移中延迟、负载过重等问题,研究人员提出动态权重算法,结合聚类与强化学习,平衡性能与能源需求。经 CloudSim 模拟器验证,节能达 47%,保障 SLA,为云平台资源管理提供新方案。

  
虚拟机(VM)用于降低云平台应用性能损耗、管理成本及访问不规则性。但在服务器整合迁移时,虚拟机常面临延迟、工作负载过载等挑战。为实现虚拟机间负载动态分配,研究采用动态整合技术控制能量耗散、监控过载并解决欠载问题。整合过程需在遵守服务水平协议(SLA)前提下,通过更多计算和资源实现虚拟机间服务迁移。

研究提出利用先进架构整合虚拟机,平衡性能与能源需求的方法。设计动态权重算法时,主要考虑整体资源需求和性能功耗比(PPR),并结合聚类方法与强化学习策略。通过创建理想虚拟机集群,按性能和能源需求分配资源,将虚拟机资源请求转化为匹配关系因子(表征单个主机并考虑 PPR),这些估算还提供了虚拟机整合的整体工作负载。结果表明,集群内能量权衡较小,性能维持在标称水平。该架构在离线平台(分散式生态系统,可提升系统性能和扩展性)中实施。

利用 CloudSim 模拟器,基于 PlanetLab 数据集对系统进行验证。数据显示,节能率高达 47%,且服务质量属性良好。研究将所提架构与分布式架构和异构环境中的其他先进算法对比,验证其效率。结论强调,该架构优先考虑虚拟机整合和能源效率,已在基于 Proliant G7 的数据中心通过多种主机测试。值得注意的是,模拟结果显示 CloudSim 工具包优于基于 OpenStack 的技术。

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