15、高效节能云计算架构管理基础设施全解析

高效节能云计算架构管理基础设施全解析

1. 云计算架构概述

近年来，云计算架构得到了广泛应用。它融合了资源虚拟化、面向服务架构和网格计算等技术，为计算资源的可扩展和弹性供应提供了支持。从商业角度看，云计算涉及三类主要参与者：
- 服务用户 ：最终需要访问特定在线服务的客户端。
- 服务提供商 ：抓住机会构建新服务，并倾向于将服务执行外包，以避免部署昂贵的私有 IT 基础设施。
- 云提供商 ：如亚马逊、谷歌和 IBM 等大型企业，按使用量向服务提供商提供执行服务所需的系统资源。

云提供商为增加经济收入，会利用虚拟化技术在同一主机上提供多个虚拟机（VM），减少未使用的计算资源。同时，虚拟化技术还支持运行时 VM 迁移，有助于动态管理云资源。这样，数据中心管理基础设施可以将运行中的 VM 分配到尽可能少的主机上，关闭不需要的服务器，从而降低总功耗。

然而，云提供商在追求功耗效率的同时，必须遵守与服务提供商达成的服务级别协议（SLA），并在运行时强制执行这些协议，以防止性能下降到不可接受的程度。

2. 功耗效率与管理挑战

功耗效率指在云中处理工作负载所需的电量。如果数据中心 A 执行特定工作负载所需的电量低于数据中心 B，则认为 A 比 B 更具功耗效率。虽然功耗效率促使 VM 进行贪婪整合，但云提供商还需考虑 SLA 表示和执行、运行时重新配置、工作负载预测以及数据中心冷却系统的动态调整等多个方面。

目前，虽然有大量研究致力于解决云计算中的功耗效率问题，但只有少数研究开始探索利用服务配置文件