基于层次拓扑树的虚拟机节能分配算法摘要：为了均衡分布式数据中心物理主机多维资源的利用率，减少物理主机使用数量，节约能耗，提出了一种基于层次拓扑树的虚拟机节能分配算法HTES（hierarchicaltopologyenergysaving），此算法可以有效提升虚拟机分配效率.利用Laplacian矩阵，对大规模网络拓扑分割，建立了层次拓扑树模型.基于层次拓扑模型，根据虚拟机请求中IP地址与数据中心的距离，将虚拟机请求分组，从层次拓扑树模型中查?合适的物理主机区域，按虚拟机请求与物理主机的资源匹配度进行虚拟机的分配.将HTES与其他3种算法进行模拟仿真实验，从虚拟机分配时间、资源均衡率、能耗和物理主机使用情况等方面验证了HTES算法能够有效加快物理主机搜索速度，增加底层占用物理主机的集中度，降低底层物理主机的使用数量，达到节约能耗的目的.关键词：数据中心；虚拟机分配；层次拓扑树；能源利用率：TP391文献标志码：AEnergySavingAllocationAlgorithmofaVirtualMachineBasedonHierarchicalTopologyTreeCAILijun1，HETingqin1，MENGTao1，CHENLei2（1.CollegeofInformationScienceandEngineering，HunanUniversity，Changsha410082，China；2.CollegeofElectricalandInformationEngineering，HunanUniversity，Changsha410082，China）Abstract：Inordertobalancetheutilizationofmulti-dimensionalphysicalhostresourcesandreduceusagenumber，avirtualmachineallocationenergysavingalgorithmwasproposedbasedonhierarchicaltopologytree（HTES）intheenvironmentsofdistributeddatacenter，whichenhancesallocationefficiencyofthevirtualmachines.Laplacianmatrixwasthenusedtosplitlarge-scalenetworktopologyandtobuildhierarchicaltopologytreemodel.Furthermore，accordingtothedistancebetweenrequestIPaddressandthedatacenter，HTESdividedthevirtualmachinesintogroups，andsearchedtheappropriatephysicalhostregionfromhierarchicaltopologytreeforallocation，whichisbasedonthematchdegreebetweenvirtualmachinerequestsandphysicalhosts.SimulationexperimentswereperformedonHTESalgorithmsandotherthreealgorithms，consideringthevirtualmachineallocationtime，resourcebalancingrate，energyconsumptionandphysicalhostusage，andotheraspects.TheresultsshowsthattheHTESisabletobalancemulti-dimensionalresourcesphysicalhosts，reducephysicalhostusage，andsaveenergyconsumption.Keywords：datacenters；virtualmachineallocation；hierarchicaltopologytree；energyutilization随着信息科技的不断发展，数据中心作为一种基础设施，已经被各行各业普遍使用.然而当前数据中心的发展也面临新的问题，数据中心的规模不断扩张，地理位置愈趋分散.多个分散的数据中心通过高速网络互联，共同组成了大型的分布式数据中心.在分布式数据中心内，用户通过按需付费的模式，向数据中心提交需求.数据中心根据用户地理位置，从较近的基础设施库分配资源并构建虚拟机为用户服务.然而，大规模分布式数据中心环境的虚拟机的分配问题面临新的挑战，主要表现为主机地理位置更为分散、底层资源规模更为庞大、多维异构资源、较高的能源消耗等.因此，合理的虚拟机（资源）分配策略是数据中心收益的保障，研究虚拟机分配算法具有重要意义.目前已有很多学者对数据中心虚拟机的分配进行研究，取得了较多的优秀成果.一些研究成果集中在优化分布式数据中心的资源分配上[1-6].文献[1]从服务供应商的角度，研究了分布式数据中心的收益最大化问题，提出了一种结合虚拟机分配的动态调价算法.文献[2-3]同样着眼于分布式数据中心的成本优化问题，从数据传输和资源分配两个角度设计了相应的数据管理系统和资源调度算法，最小化数据、成本低的同时，优化了数据的传输时间、提升了底层物理资源的利用率.文献[4]提出了一种基于温度感知的资源管理系统，通过动态调整服务器的功率，实现虚拟机分配和服务器负载间的优化.文献[5]在分布式数据中心内，对虚拟机的分配请求建立G/G/1/PS队列，通过优化...