● 摘要
随着云计算时代的到来，更多的计算资源和存储资源集中在云端，给数据中心的能耗管理带来了很大的挑战。数据中心的高能耗不仅仅是由于物理服务器数量的不断增多、处理能力的不断增强和硬件资源较低的电源效率，还由于这些资源过低的使用率导致了巨大的电能浪费。2011年美国数据中心消耗的电能大约是2006年消耗的电能的2倍，约为1000亿千瓦时的电能，电费成本约为90亿美元，并且数据中心对电能的需求仍以每年12%的速度增长。数据中心在消耗电能的同时，会排放出大量的二氧化碳（CO2），加重了温室效应。所以，数据中心的高能耗是一个亟待解决的问题。
在云计算中，提供基础设施即服务的IAAS数据中心也同样面临着能耗过大的挑战，其电能耗费成本已经远远超过了其硬件设备的成本，电能花费占据其运营成本的很大一部分。如何通过软件层面的调度策略来降低IAAS数据中心的能耗，是本文要研究的问题之一。同时，使用真实的IAAS平台验证算法策略的正确性和有效性成本颇高，而且很难进行重复试验，因此需要一个云计算仿真环境来实现云计算试验的模拟，从而降低研究测试门槛和成本。
针对以上问题，本文对IAAS平台中虚拟机节能整合策略及其仿真环境进行研究，主要研究工作如下：
（1）本文研究了IAAS云计算平台的节能整合模型，提出了基于虚拟机在线迁移的虚拟机整合策略，该策略可以在保证服务性能的同时，将虚拟机整合到尽可能少的物理主机上，从而关停富余的物理主机，达到节能的目的。
（2）本文研究分析了云计算仿真环境，并基于CloudSim云计算仿真软件设计和实现了专门针对IAAS平台的云计算仿真软件工具IAASCloudSim。利用IAASCloudSim可以方便的针对IAAS平台的节能整合策略进行模拟仿真，从而达到验证算法策略的正确性和其节能效果的目的。
模拟仿真实验表明，本论文提出的虚拟机节能整合算法策略能够在保证IAAS云计算数据中心在具有较低的SLA违反率的同时，达到降低其电能消耗的目标，据统计分析，可以降低约10%-20%的电能消耗。