云计算中心异构服务器的门限与性能分析及验证

⃝⃝可在www.sciencedirect.com在线ScienceDirectICT Express 4（2018）119www.elsevier.com/locate/icte单服务器阈值和双拥塞阈值钟顺平，卢玉菊，赖玉臣国立台湾科技大学电机工程系，台湾台北接收日期：2017年1月4日;接收日期：2017年3月6日;接受日期：2017年3月13日2017年3月21日在线发布摘要在这项工作中，我们研究如何最大限度地减少平均系统延迟在云计算中心的异构服务器，其中每个服务器可能有一个不同的平均服务率。我们考虑M/ Mi/C/ K与一个单一的服务器阈值和双拥塞阈值。 的分析模型和性能指标推导出所考虑的系统。研究了平均到达率对性能指标的影响。结果表明，单服务器门限和双拥塞门限的M/ Mi/C/ K在平均系统时延方面优于M/ Mi/C/ K最后，通过计算机仿真验证了分析结果的准确性c2017年韩国通信与信息科学研究所（KICS）。Elsevier B. V.的出版服务。这是CC BY-NC-ND许可证下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。关键词：平均到达率;平均系统延迟;云计算中心;异构服务器1. 介绍由于其在时间和能源方面的高效率，数据访问的灵活性，简单易用性以及易于维护性，对云计算的需求正在增加[1]。显然，当需求增加时，云计算中心的服务器数量必须增加。新服务器的计算能力可能与现有服务器的计算能力非常不同。也就是说，云计算中心可能具有异构的服务器，其中每个服务器的计算能力可能不同，因此一个作业在不同服务器上的服务时间可能不同[2]在[4]中，与传统的M/M/C/K系统不同，其中每个服务器的平均服务速率相同，云计算中心被建模为M/ Mi/ C/K，其中每个服务器的平均服务速率可以不同。这是*通讯作者。电子邮件地址：spchung@mail.ntust.edu.tw（S.- P. Chung），m10307603@mail.ntust.edu.tw（Y. Lu），m10407613@mail.ntust.edu.tw（Y.Lai）。同行评审由韩国通信和信息科学研究所（KICS）负责http://dx.doi.org/10.1016/j.icte.2017.03.002其特征在于：（1）如果有多台空闲服务器，则该作业进入服务速率最快的服务器(2)服务中的用户中具有最短服务时间的服务中的作业将首先离开系统;（3）一旦存在空闲服务器，则该服务器将从队列中取出一个作业并开始服务，只要队列不为空;以及（4）一旦服务器提供服务，则该作业将停留在该服务器直到服务结束。M/ Mi/ C/ K的缺点是，如果使用服务速率较慢的服务器，则可能需要更长的时间才能完成服务。与进入一个服务速率较慢的空闲服务器不同，如果在队列中等待的作业选择等待一个服务速率较快的繁忙服务器变为空闲，则该作业在系统中花费的时间会更少。在Lin和Kumar [5]中，作者提出采用基于阈值的方案来提高具有两个异构服务器的M/ Mi/ C/ K的系统性能，即，一个快速服务器和一个慢速服务器。具体地，当变为空闲时，如果队列中至少有一个用户，则总是使用快速服务器，而仅当队列中的用户数量超过一个阈值时才使用慢速服务器。H.P.Luh和I. Viniotis [6]确定了一项政策，最大限度地减少平均客户数，2405-9595/c2017韩国通信和信息科学研究所（KICS）。出版社：Elsevier B.V.这是一篇基于CC BY-NC-ND许可证的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。120S.- P. Chung等人/ICT Express 4（2018）119≥ ≥ · · ·≥===−∏≤≤∏K=k=1≤pmi nma x系统的M/ Mi/ C/ K与两个以上的异构服务器通过线性规划（LP）。在文献[7]中，作者提出采用改进的随机早期丢弃（IRED）算法进行队列管理。具体地，基于两个拥塞阈值丢弃新到达分组其中概率作为队列x中的作业数量的函数f（x）非线性地增加，其中f（x）如下给出：⎧⎪⎨0,20≤xthmin最小和最大。当队列中的数据包数量小于最小值阈值如果队列中的数据包数量大于或等于最大阈值，则数据包将以一定的概率被当数据包的数量f（ x）=（x-thmin）max，x

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