Abstract
Optimization of Power Consumption in Cloud Data Centers
Using Green Networking Techniques
Dr. Qutaiba I. Ali Alnawar J. Mohammed
Email:
[email protected] Email:
[email protected]
Computer Engineering Dept., College of Engineering, University of Mosul, Mosul, Iraq.
Abstract
In this paper, a neuro-based predictor is proposed with a prediction algorithm to
estimate the required number of active servers simulating the Green Networking
objectives. The inputs of such predictor are the CPU utilization of the servers in the data
center and the variations of the incoming demands with the number of users’ variation.
During the work, different demand profiles of ClarkNet traffic traces are simulated on
OPNET14.5 Modeler to obtain the required training values of servers’ CPU utilization
and clients’ throughput. Also, Green Networking objectives are defined to maintain the
Power Management Criteria (PMC) which guaranteed that all CPU utilization must be
greater than 30%. Taking into account that a maximum number of 100 servers are used
in such local data center, an ON/OFF control algorithm is then suggested for the power
management of different servers in data center to fulfill the previous Green objectives.
The Power saving is finally evaluated since it has been noticed that the power saving
percentage can be increased from 17.33% to 85.33% of a total power of 75 k watts when
the number of the operating servers is decreased from 80% to 5% of the overall servers.
Keywords: Artificial Neural Network (ANN), Cloud Computing, Data Centers,
Green Networking, Power Consumption.
الإستهلاك الأمثل للقدرة في مراكز البيانات السحابيه بإستخدام
تقنيات الشبكات الخضراء
د. قتيبة ابراهيم علي النوار جاسم محمد
Email:
[email protected] Email:
[email protected]
قسم هندسة الحاسوب، كلية الهندسة، جامعة الموصل،الموصل، العراق.
الخلاصة
في هذا البحث، تم اقتراح متنبيء قائم على استخدام الشبكة العصبية مع خوارزمية لتقدير العدد المطلوب من
الخوادم النشطة محاكية أهداف الشبكات الصديقة للبيئة )الخضراء(. مدخلات هذا المتنبيء هي نسبة استغلال وحدة
المعالجة المركزية للخوادم في مركز البيانات، بالاضافة الى التغير في مقادير الطلبات الواردة من عدد من المستخدمين.
و تم بناء نماذج مختلفة لشبكة مراكز ،ClarkNet أثناء العمل، تم تسليط نماذج مختلفة من الطلبات الواردة الى خوادم
للحصول على القيم المطلوبة للتدريب وهي نسبة OPNET Modeler البيانات باستخدام برنامج المحاكاة 14.5
الاستغلال لوحدة المعالجة المركزية للخودام ونسبة الحمل المسلط من قبل العملاء. أيضا تم تعريف أهداف الشبكات
الخضراء بالحفاظ على معايير ادارة الطاقة المتمثلة بأن تكون قيم نسبة استغلال وحدة المعالجة المركزية للخوادم أكبر
من 03 ٪. بعد الأخذ بعين الاعتبار أن الحد الأقصى لعدد الخوادم في مركز البيانات المقترح في العمل هو 100 خادم ،
لإدارة استخدام الطاقة من قبل خوادم مختلفة في مركز البيانات لتحقيق أهداف الشبكة ON/OFF اقترحت خوارزمية
الخضراء السابقة الذكر. أخ ي ر ا تم تقييم معدل تقليل صرف الطاقة حيث من الملاحظ أن نسبة تقليل صرف الطاقة ازدادت
من % 17.33 الى % 85.33 من مقدار صرف الطاقة الكلي المقدر بحوالي 57 كيلوواط عندما يقل عدد الخوادم التي
تكون في حالة عمل من % 80 الى % 5 من عدد الخوادم الكلي.
