To evaluate the energy savings of A

To evaluate the energy savings of Algorithm 1, we consider the following small OpenNebula pool of just 4 servers. Each server within the pool is a 2.6Ghz Intel Core i7 920 with 12GB of RAM. We assume each server can hold 8 VMs as it has 8 virtual cores. At idle, they consume 105 Watts of power and under 100% load they consume 170 Watts (see Figure 5). If we execute the default OpenNebula scheduler to schedule 8 virtual machines each running CPU-bound tasks, each server would gain 2 VMs and would consume 138 Watts with a total pool power consumption of 552 Watts. However when Algorithm 1 is used, all the VMs are scheduled to the first machine in the

pool. This one machine operates at the full 170 Watts, however all other machines idle at 105 Watts, resulting in a pool power consumption of 485 Watts. Therefore, using our power based scheduling algorithm, we conserve 12% of the system’s power on only 4 machines on a normal load, as seen in Figure 7. While this experiment is only with 4 nodes, the results are clearly scalable to a large cluster and will be magnified as higher node core counts are deployed. If the live migration and shutdown strategy is also deployed, some servers could be dynamically shutdown to further conserve energy.

B. VM Image Analysis
In order to evaluate the performance of our VM image design, we must create a prototype. There are two paths available to build such a VM OS image. The first is a bottom up approach where a basic Linux kernel is built upon to reach the minimal feature set needed. This requires an entirely new distribution from scratch. While this may be the
”cleanest” way, it would require a large development team and is therefore infeasible for this project. The other option involves a top-down approach of taking a common distribution and removing certain components from it, making for a lighter and faster sub-distribution. This route is more practical as it does not require reinventing the wheel and the option to keep components such as a package management system and a large distribution library are maintained.
Following the second approach, a custom Linux image was created to illustrate the possibility of a fast and lightweight VM OS. Starting with Ubuntu Linux version 9.04 Jaunty, all unnecessary packages were removed, including the Gnome window manager and X11. By removing these multitude of packages, the system image is reduced from 4Gb to only
636Mb. This minimization speeds up migration of the image from one server to another as there is less network traffic during the movement phase. A number of other packages, libraries and boot level daemons were also removed from the startup process. At the final stage, the image is a minimal Linux installation with only the bare necessity components. One thing that was left was the Synaptic package management system, so if any tools or libraries are needed it is a trivial process to have them installed on the system. While the package management system does take up some room, it is well worth the added extendability it provides to the system. A number of kernel modules were also removed form the 2.6.28-
11 kernel to speed up the kernel init and modprobe processes as much as possible.
To test the speed of the custom image, both it and a basic Ubuntu 9.04 installation were moved to a VMWare server with 2.5Ghz Intel Core 2 Duo and 4GB of ram. The standard Ubuntu image booted from BIOS in 38 seconds. With our custom VM image, boot time was reduced dramatically to just 8 seconds. By comparing the boot charts in figures 8 and 9, we can see there is a drastic change in boot time, resulting in the boot time decreased by 30 seconds. Instead of a large amount of I/O blocking, all disk I/O is done at once towards the beginning, allowing for much higher utilization of

the CPU. While a boot time of 8 seconds is a considerable improvement, we can do better. The kernel still takes a full 2 seconds to load, however with some improvements a second or more could possibly be saved.

Kết quả (Việt) 1:

Để đánh giá các khoản tiết kiệm năng lượng của thuật toán 1, chúng tôi xem xét các hồ bơi sau nhỏ OpenNebula chỉ cách đó 4 máy chủ. Mỗi máy chủ trong hồ bơi là một 2.6Ghz Intel Core i7 920 với 12GB RAM. Chúng tôi giả sử mỗi máy chủ có thể giữ 8 máy ảo như nó có 8 lõi ảo. Tại nhàn rỗi, họ tiêu thụ 105 Watts của quyền lực và dưới 100% tải họ tiêu thụ 170 Watts (xem hình 5). Nếu chúng ta thực hiện trình lập lịch biểu OpenNebula mặc định để lên lịch 8 máy ảo mỗi nhiệm vụ chạy CPU-bound, mỗi máy chủ sẽ đạt được 2 máy ảo và sẽ tiêu thụ 138 Watts với một tiêu thụ điện năng tất cả ngoài trời là 552 watt. Tuy nhiên khi 1 thuật toán được sử dụng, tất cả các máy ảo được lên kế hoạch cho máy đầu tiên trong các ngoài trời. Này một máy hoạt động ở đầy đủ 170 Watts, Tuy nhiên tất cả các máy nhàn rỗi tại Watts 105, kết quả là một tiêu thụ điện năng ngoài trời là 485 watt. Vì vậy, bằng cách sử dụng sức mạnh của chúng tôi dựa trên thuật toán lập lịch trình, chúng tôi tiết kiệm 12% năng lượng của hệ thống trên máy chỉ có 4 ngày một tải bình thường, như nhìn thấy trong hình 7. Trong khi thử nghiệm này là chỉ với 4 nút, kết quả là rõ ràng khả năng mở rộng để một cụm lớn và sẽ được phóng đại như cao node lõi đếm được triển khai. Nếu chiến lược di chuyển và tắt máy sống cũng được triển khai, một số máy chủ có thể là tự động tắt máy để tiếp tục bảo tồn năng lượng.B. VM Image AnalysisĐể đánh giá hiệu suất của chúng tôi thiết kế hình ảnh VM, chúng ta phải tạo ra một mẫu thử nghiệm. Không có hai đường dẫn sẵn sàng để xây dựng một hình ảnh hệ điều hành máy ảo. Đầu tiên là một từ dưới lên các cách tiếp cận nơi một hạt nhân Linux cơ bản được xây dựng dựa để đạt được tính năng tối thiểu thiết lập cần thiết. Điều này đòi hỏi một phân phối hoàn toàn mới từ đầu. Trong khi điều này có thể các"sạch" cách này, nó sẽ yêu cầu một nhóm phát triển lớn và do đó là infeasible cho dự án này. Các tùy chọn khác liên quan đến một cách tiếp cận trên xuống lấy một bản phân phối phổ biến và loại bỏ các thành phần nhất định từ nó, làm cho một phân phối phụ nhẹ hơn và nhanh hơn. Tuyến đường này là thực tế hơn là nó không yêu cầu tái phát minh bánh xe và các tùy chọn để giữ cho các thành phần như một hệ thống quản lý gói và một thư viện phân phối lớn được duy trì.Sau phương pháp thứ hai, một hình ảnh Linux tùy chỉnh được tạo ra để minh họa cho khả năng của một hệ điều hành máy ảo nhanh và nhẹ. Bắt đầu với phiên bản Ubuntu Linux 9,04 vui vẻ, tất cả các gói không cần thiết đã được gỡ bỏ, bao gồm cả quản lý cửa sổ Gnome và X 11. Bằng cách loại bỏ vô số các gói, hình ảnh hệ thống giảm từ 4Gb để chỉ636mb. Giảm thiểu này tăng tốc độ di chuyển hình ảnh từ một máy chủ khác như có ít lưu lượng truy cập mạng trong giai đoạn di chuyển. Một số gói, thư viện và khởi động cấp với khác cũng đã bị bỏ khỏi quá trình khởi động. Ở giai đoạn cuối cùng, hình ảnh là một cài đặt Linux tối thiểu với chỉ là các thành phần không cần thiết. Một điều mà trái là hệ thống quản lý gói Synaptic, do đó, nếu bất kỳ công cụ hoặc thư viện là cần thiết đó là một quá trình tầm thường để có được cài đặt trên hệ thống. Trong khi hệ thống quản lý gói chiếm một số phòng, đó là cũng có giá trị thêm extendability nó cung cấp cho hệ thống. Một số hạt nhân mô-đun cũng bỏ hình thức 2.6.28-11 hạt nhân để tăng tốc độ các hạt nhân init modprobe quá trình và càng nhiều càng tốt.Để kiểm tra tốc độ của hình ảnh tùy chỉnh, cả nó và cài đặt Ubuntu 9,04 cơ bản đã được chuyển đến một VMWare server với 2.5 Ghz Intel Core 2 Duo và 4GB ram. Ảnh Ubuntu chuẩn khởi động từ BIOS trong 38 giây. Với hình ảnh của máy ảo tùy chỉnh, thời gian khởi động giảm đáng kể để chỉ 8 giây. Bằng cách so sánh các bảng xếp hạng khởi động con số 8 và 9, chúng tôi có thể nhìn thấy đó là một sự thay đổi mạnh mẽ trong thời gian khởi động, kết quả trong thời gian khởi động giảm bởi 30 giây. Thay vì một số tiền lớn của I/O chặn, tất cả đĩa I/O được thực hiện cùng một lúc hướng tới sự khởi đầu, cho phép nhiều tái cao CPU. Trong khi một thời gian khởi động của 8 giây là một cải tiến đáng kể, chúng tôi có thể làm tốt hơn. Hạt nhân vẫn còn mất một giây 2 đầy đủ để tải, Tuy nhiên với một số cải tiến một lần thứ hai hoặc nhiều hơn có thể có thể được lưu.

Kết quả (Việt) 2:

Để đánh giá các khoản tiết kiệm năng lượng của thuật toán 1, chúng ta xem xét các hồ bơi OpenNebula nhỏ sau đây của chỉ 4 máy chủ. Mỗi máy chủ trong các hồ bơi là một 2.6GHz Intel Core i7 920 với 12GB bộ nhớ RAM. Chúng tôi giả định mỗi máy chủ có thể giữ 8 máy ảo như nó có 8 lõi ảo. Lúc nhàn rỗi, họ tiêu thụ 105 Watts của quyền lực và dưới 100% tải trọng họ tiêu thụ 170 Watts (xem hình 5). Nếu chúng ta thực thi OpenNebula lịch mặc định lịch trình 8 máy ảo mỗi nhiệm vụ chạy CPU-bound, mỗi máy chủ sẽ nhận được 2 máy ảo và sẽ tiêu thụ 138 Watts với tổng điện năng tiêu thụ hồ bơi của 552 Watts. Tuy nhiên khi Algorithm 1 được sử dụng, tất cả các máy ảo đang lên kế hoạch để máy đầu tiên trong hồ bơi. Một máy này hoạt động ở đầy đủ 170 Watts, tuy nhiên tất cả các máy khác nhàn rỗi ở 105 Watts, dẫn đến tiêu thụ điện năng bơi của 485 Watts. Vì vậy, sử dụng năng lượng dựa trên thuật toán lập lịch trình của chúng tôi, chúng tôi bảo tồn 12% điện năng của hệ thống trên chỉ có 4 máy trên một tải bình thường, như đã thấy trong hình 7. Trong khi thí nghiệm này chỉ là với 4 nút, các kết quả rõ ràng là khả năng mở rộng tới một cụm lớn và sẽ được phóng đại như đếm lõi nút cao được triển khai. Nếu di cư sinh sống và chiến lược shutdown cũng được triển khai, một số máy chủ có thể tự động tắt máy để tiếp tục bảo tồn năng lượng. B. VM hình ảnh Phân tích Để đánh giá hiệu suất của thiết kế VM hình ảnh của chúng ta, chúng ta phải tạo ra một mẫu thử nghiệm. Có hai con đường có sẵn để xây dựng như một hình ảnh VM OS. Đầu tiên là áp dụng phương pháp đó một hạt nhân Linux cơ bản được xây dựng dựa trên để đạt được tính năng thiết lập tối thiểu cần thiết. Điều này đòi hỏi một sự phân phối hoàn toàn mới từ đầu. Trong khi điều này có thể là cách "sạch", nó sẽ đòi hỏi một đội ngũ phát triển lớn và do đó là không khả thi cho dự án này. Các tùy chọn khác bao gồm một phương pháp tiếp cận từ trên xuống lấy một phân phối chung và loại bỏ các thành phần nhất định từ nó, làm cho một tiểu phân phối nhẹ hơn và nhanh hơn. Tuyến đường này là thực tế hơn vì nó không đòi hỏi phải phát minh lại bánh xe và các tùy chọn để giữ cho các thành phần như một hệ thống quản lý gói phần mềm và thư viện phân phối lớn được duy trì. Theo cách tiếp cận thứ hai, một Linux hình ảnh tùy chỉnh được tạo ra để minh họa khả năng của một nhanh và nhẹ OS VM. Bắt đầu với phiên bản Ubuntu Linux 9.04 Jaunty, tất cả các gói không cần thiết đã được loại bỏ, bao gồm cả các quản lý cửa sổ Gnome và X11. Bằng cách loại bỏ những vô số các gói phần mềm, hệ thống hình ảnh được giảm từ 4Gb chỉ 636Mb. Giảm thiểu này tăng tốc độ di chuyển của hình ảnh từ một máy chủ khác vì có ít lưu lượng mạng trong giai đoạn chuyển động. Một số khác gói, thư viện và các daemon độ khởi động cũng đã được gỡ bỏ khỏi quá trình khởi động. Ở giai đoạn cuối cùng, hình ảnh là một cài đặt Linux tối thiểu với chỉ những thành phần cần thiết để trần. Một điều gì còn lại là hệ thống quản lý gói Synaptic, do đó, nếu bất kỳ công cụ hoặc các thư viện cần thiết nó là một quá trình tầm thường đã cài đặt chúng trên hệ thống. Trong khi các hệ thống quản lý gói làm mất một số phòng, nó cũng có giá trị extendability thêm nó cung cấp cho hệ thống. Một số mô-đun hạt nhân cũng đã được gỡ bỏ hình thức các 2.6.28- 11 hạt nhân để tăng tốc độ init hạt nhân và modprobe quy trình càng nhiều càng tốt. Để kiểm tra tốc độ của hình ảnh tùy chỉnh, cả nó và một cơ bản Ubuntu 9.04 cài đặt đã được chuyển đến một máy chủ với 2.5GHz Intel Core 2 Duo và 4GB ram VMWare. Những hình ảnh Ubuntu chuẩn khởi động từ BIOS trong 38 giây. Với tùy chỉnh VM hình ảnh của chúng tôi, thời gian khởi động đã được giảm đáng kể chỉ trong 8 giây. Bằng cách so sánh các bảng xếp hạng boot bằng số 8 và 9, chúng ta có thể thấy có một sự thay đổi mạnh mẽ trong thời gian khởi động, kết quả là thời gian khởi động giảm xuống còn 30 giây. Thay vì một số lượng lớn các I / O chặn, tất cả ổ đĩa I / O được thực hiện cùng một lúc đối đầu, cho phép sử dụng cao hơn nhiều của các CPU. Trong khi một thời gian khởi động của 8 giây là một cải tiến đáng kể, chúng ta có thể làm tốt hơn. Các hạt nhân vẫn còn dài đến 2 giây để tải, tuy nhiên với một số cải tiến một giây hoặc nhiều hơn có thể có thể được cứu.