省電力化にむけた仮想計算機パッキングアルゴリズムの提案

摘要

データセンターでの消費電力削減手法の一つとして、仮想計算機（VM）を適宜マイグレーションして使用していない物理計算機を低消費電力状態でスタンバイさせる方法が考えられる．これを実現するには，マイグレーション時の通信衝突を考慮しつつ負荷に応じてVMの配置を決定（仮想計算機パッキング）する手法が必要である．本研究では，通信衝突を考慮したVMパッキングアルゴリズムとして，0-1整数計画法を応用した手法（IP）とグリーディな手法（Greedy）を提案する．評価では，総消費電力量，ユーザ体験の劣化，スケジューリングに要する時間を比較し，シミュレーションから以下が示された．1）GreedyとIPにより消費電力の大幅な削減が可能である．2）ユーザ体験の劣化は消費電力削減効果に反比例するが，再配置により解消できる．3）Greedyは高速かつリーズナブルな再配置が可能であり，IPはリアルタイム性を確保しつつより消費電力削減効果の高い再配置が可能である．%To reduce total energy consumption in a datacenter, we propose virtual machine (VM) based flexible capacity management, where VMs are 'packed' into few physical nodes when the loads are low, allowing the other physical nodes to be put in 'stand-by' mode for energy saving. To enable proposed management scheme, a VM packing scheme, which migrates VMs to minimize running real nodes, without traffic contention, is essential. We propose two packing schemes, based on Integer Programming (IP) and greedy (Greedy) approach and compare them in terms of total energy consumption, user experience, scheduling time. Simulation results show: 1) Greedyand IPcan reduce total energy consumption, drastically. 2) user experience degrades in inverse proportion to total energy reduction, but the proposed schemes get around user experience. 3) While Greedyprovides reasonable migration plans in short scheduling time, IPprovides higher quality plans in feasible scheduling time.