[发明专利]分布式绿色云数据中心中空间觉察的请求调度与优化方法

权利要求书

1.一种分布式绿色云数据中心中空间觉察的请求调度与优化方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1、针对不同类型应用的请求，建立由多个网络服务提供商和多个位于不同地理位置的绿色云构成的分布式绿色云数据中心架构；

S2、根据该架构，建立分布式绿色云数据中心环境下最小化云提供商总成本的请求调度的非线性约束优化模型，首先计算分布式绿色云提供商的总成本Cost，然后以最小化Cost作为该模型的优化目标，然后确定决策变量分别为在时间间隔τ内通过网络服务提供商k传输到绿色云数据中心c的应用n的请求到达率和绿色云数据中心c中应用n的请求处理率因此所述非线性约束优化模型具体为：

其中，b_cost表示在时间间隔τ内，传输用户的应用请求所需要的网络带宽成本，e_cost表示在时间间隔τ内，分布式绿色云数据中心执行应用请求所消耗的能量成本，L表示每个时间间隔的长度，K表示可用的网络服务提供商的个数，表示网络服务提供商k在时间间隔τ内的单位带宽价格，C表示绿色云数据中心的个数，N表示分布式绿色云数据中心中应用的个数，s_n表示应用n的每个请求的平均大小，表示绿色云数据中心c在时间间隔τ内通过火力发电方式得到的能量价格，表示绿色云数据中心c在时间间隔τ内执行所有应用请求所消耗的总能量，表示绿色云数据中心c在时间间隔τ内执行所有应用请求所消耗的太阳能能量，κ^c表示绿色云数据中心c中太阳辐射到电的转换率，表示绿色云数据中心c中太阳能电池板的有效照射面积，表示绿色云数据中心c在时间间隔τ内的太阳辐射强度，表示绿色云数据中心c在时间间隔τ内执行所有应用请求所消耗的风能能量，η^c表示绿色云数据中心c中风到电的转换率，α^c表示绿色云数据中心c中的现场空气密度，表示绿色云数据中心c中风力发电机的转子面积，表示绿色云数据中心c在时间间隔τ内的风速，表示绿色云数据中心c中对应于应用n的每个服务器的平均闲时功率，表示绿色云数据中心c中对应于应用n的每个服务器的平均峰时功率，γ^c表示绿色云数据中心c的PUE值，即Power Usage Effectiveness值，表示在时间间隔τ内绿色云数据中心c中应用n的请求到达率，表示绿色云数据中心c中每个开启的对应于应用n的服务器单位时间处理请求的个数，表示绿色云数据中心c中对应于应用n的请求队列的容量；

S3、采用惩罚函数将非线性约束优化模型转化为对应的无约束优化模型，具体为：计算非线性约束优化模型中每个不等式约束所对应的惩罚项进而计算每个等式约束所对应的惩罚项然后计算所有惩罚项的和即：

其中，g表示不等式约束的个数，h表示等式约束的个数；

S4、采用基于模拟退火和蝙蝠算法设计的混合元启发式优化算法求解无约束优化模型，具体为：首先以随机方式在解空间中初始化蝙蝠种群的位置和速度，以及其它相关参数包括最大音量、最大脉冲发生率、搜索脉冲频率范围、音量的衰减系数、脉冲发生率的增强系数、最大迭代次数；在每次迭代过程中更新种群中每个蝙蝠的搜索脉冲频率、速度和位置；按照均匀分布生成随机数，如果该随机数大于对应蝙蝠的脉冲发生率，则对当前最优解进行随机扰动，为该蝙蝠产生一个新解并进行越界处理；按照均匀分布生成随机数，如果该随机数小于对应蝙蝠的音量，则进一步比较所得新解与当前最优解的适应度值，如果所得新解较优则接受该新解并更新该蝙蝠的脉冲发生率和音量，否则按照模拟退火算法中的Metropolis法则决定是否接受该新解，从而期望能够从局部最优解处跳出并收敛于全局最优解，如果接受该新解则更新该蝙蝠的脉冲发生率和音量；然后对所有蝙蝠的适应度值进行排序，找出当前的最优解和最优适应度值；以此循环，直到达到设定的最大迭代次数，输出全局最优解即得到能够最小化分布式绿色云数据中心提供商的总成本并满足所有应用请求的延迟时间要求的请求调度策略，通过以上步骤即可实现分布式绿色云数据中心环境下空间觉察的请求调度，从而最小化分布式绿色云数据中心提供商的总成本并满足所有应用请求的延迟时间要求。