新型计算环境下绿色节能虚拟化资源分配方法研究

In cloud computing and fog computing environments, this project aims at the data center resource management systems with heterogeneous computing structure, heterogeneous network, heterogeneous data sources, provides service-oriented data access and information communication for dynamic applications, and realizes green and energy-saving virtual resource allocation methods. Under the application background of IoT (Internet of things), this project is based on embedded systems, explores service-oriented architecture of combining cloud computing and fog computing, introduces a flexible service delivery mechanism with characteristics such as dynamic, distributed and loosely coupled. This research project focuses on the service computing based virtual resource management method, the green energy-saving service virtualization scheduling algorithm, and the message exchange formats and data communication methods of the access and call of device-level services. We propose a formal-definition method based on semantic relevance and context awareness, and build extensible and configurable service components. By solving the problems of the dynamic build and adapt mechanism of embedded system services and the multi-resources and multiple-modality data merging, the project implements the opening and management of device-level resource services and the seamless connection between embedded system services and application software middleware, and improves the efficiency of data collection and data transmission, to meet the varying demands of modern applications. At last, we build a virtualization test platform, implement an embedded service-support environment for resource allocation and management.

本项目在云计算及雾计算环境下，针对异构计算结构、异构网络、异构数据来源的数据中心资源系统，为动态的应用提供面向服务的数据接入、通信与资源分配，实现绿色节能的虚拟化资源管理方法。在物联网应用背景下，针对嵌入式系统，探索面向服务的云、雾计算相结合的体系结构，给出具有动态性、分布式和松散耦合等特性的灵活服务提供机制。重点研究基于服务计算的虚拟化资源管理方法、虚拟机调度和迁移方法、绿色节能的服务虚拟化调度算法、以及数据中心网络优化方法。通过解决嵌入式系统服务的动态构建与适配机理等问题，实现对设备级资源服务能力的开放和管理，提出自顶向下的设备级服务访问控制模型，在云雾计算环境下，嵌入式网络中设备所能提供的各种服务之间能够动态组合，实现分布式访问控制，大大增强硬件资源和软件利用率，减少开发和维护成本。最后，搭建虚拟化资源管理测试平台，实现云计算及雾计算虚拟化支撑环境。

面向设备的雾计算与云计算结合的新型计算模式是物联网应用的典型计算模式。本项目研究基于云计算和雾计算结合的新型计算模式下虚拟化资源管理分配方法，围绕数据中心的绿色节能问题，以虚拟化技术为基础，提高新型计算的服务效率，具有重要的学术和现实意义。本项目重点研究云雾结合的新型计算服务架构，针对新型计算服务架构，提出了针对云计算、雾节点以及终端嵌入式设备等一系列的绿色节能及资源分配方法。包括整合云计算和雾计算的虚拟化资源管理模型，面向云计算的绿色节能的数据中心虚拟机放置算法、迁移算法与网络优化方法、面向雾计算的任务调度与资源管理算法、面向嵌入式设备的上层服务应用。项目建立了统一的基于云雾结合的新型计算服务虚拟化资源管理体系结构，解决了数据中心的网络优化问题与雾计算中的分布式虚拟化资源分配问题。.本项目培养博士研究生2 名，硕士研究生10名，发表论文21篇，国际会议论文3篇，专利授权6项。