基于热循环的大规模分布式存储系统数据放置策略研究
批准号:
62072214
项目类别:
面上项目
资助金额:
56.0 万元
负责人:
邓玉辉
依托单位:
学科分类:
计算机系统结构与硬件技术
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
邓玉辉
中文摘要
能耗是当前数据中心所面临的最重要的挑战之一。其中,制冷系统的能耗可达总能耗的30%-50%。传统的数据放置策略忽略了数据中心中气流组织对其影响。本项目提出在I/O密集型数据中心环境下,利用分布式文件系统中的多数据副本,针对同一热点数据按不同的访问行为构造不同的数据放置,以便始终选择热循环最小的数据放置来提供服务,从而降低制冷系统的能耗。具体内容包括:(1)探明I/O密集型数据中心的气流组织、热循环、数据访问行为、以及数据放置策略之间的关联关系和基本规律,设计一体化的能耗模型;(2)建立数据访问行为的提取、表达、和评估机制,重新审视并设计基于访问行为的热循环感知型数据放置策略以及副本管理机制,研究并设计轻载的数据放置策略的进化方法;(3)理清影响该放置策略的各种影响因素,了解它们之间的相互作用和影响趋势,构建其代价模型。相关研究成果将推动和完善分布式存储系统在节能降耗方面的方法和理论。
英文摘要
Energy consumption is one of the most important challenges for the modern data centers. The energy consumed by the cooling system takes 30% -50% of the overall energy consumption. This project proposes to leverage the multiple data replicas employed by the distributed storage systems to design multiple different data layouts for the same data in I/O intensive data centers. Meanwhile, the data layout which generates the minimal heat re-circulation is selected to offer data service, thus reducing the energy consumption of the cooling system in data centers. The main research topics cover: (1) Investigate the correlations among air flow,heat re-circulation, data access pattern, and data layout in the I/O intensive data centers, design a unified power model for the data center; (2) Construct approaches to identify and evaluate data access patterns, design data layout strategies and replica management methods based on the data access pattern and heat re-circulation; (3) Explore the factors that impact the data layout strategy, understand the correlations among these factors and build a cost model. The related research achievements will further facilitate and improve the approaches and theories of energy saving in the field of distributed storage systems.
能耗是当前数据中心所面临的最重要的挑战之一。其中,制冷系统的能耗可达总能耗的30%-50%。传统的资源管理策略忽略了数据中心中气流组织对其影响。本项目提出在数据中心环境下,针对同一热点数据按不同的访问行为构造不同的调度策略,以便始终选择热循环最小的位置来放置数据或应用,从而降低数据中心制冷系统的能耗。主要研究具体内容包括:.(1)研制了非完全渐进式可扩展云数据中心网络架构,实现了在不改变已有结构及性能的前提下,对系统进行业务无感的渐进式扩增。建立了渐进式拓扑感知的动态路由规划实现机制,实现了跨模块的最优代价互连网络,并最终实现了云数据中心的渐进式可扩展性及容错。相关成果发表在IEEE TNSM 2021等国际期刊和会议上。.(2)提出并设计了基于热循环的云数据中心数据资源管理方法。研究并设计了轻量级的数据访问模式的捕获方法,构建了云数据中心局部热点的预防及管理策略,建立了热量感知的数据及数据副本的放置与管理机制,实现了云数据中心的节能降耗。相关成果发表在IEEE TC2023, ACM TOS2023,ACM TOS2021, IEEE TC2023, IEEE TCC2023, IEEE TNSM 2023,TNSM 2022,PACT等国际期刊和会议上。.(3)提出并设计了跨层感知一体化云数据中心计算资源管理策略。充分利用虚拟机的动态特性和云数据中心的气流组织的特点,实现了业务负载、服务器、制冷系统三个不同层级的资源的一体化联动,实现了IT与非IT资源协同管理,从而最大限度地提高了云数据中心的硬件资源的利用率,并同步降低了系统的整体能耗。总能耗降低大约0.65%-78%。相关成果发表在IEEE TPDS 2023,IEEE TC2023, IEEE TNSM2022,IEEE TSUSC2021, JSA 2021,DATE2021等国际期刊和会议上。
基于内容感知型去重Cache的磁盘能耗管理策略研究
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批准号:61572232
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2015
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负责人:邓玉辉
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依托单位:
基于零星请求的低能耗磁盘调度策略研究
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批准号:61272073
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2012
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负责人:邓玉辉
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依托单位:
可能量感知的块压缩磁盘Cache中的关键技术研究
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批准号:61073064
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项目类别:面上项目
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资助金额:11.0万元
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批准年份:2010
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负责人:邓玉辉
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依托单位:
国内基金
海外基金