I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g   ( I J E C E )   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9 ,   p p .   5 5 4 ~ 5 6 1   I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8 ,   D O I :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e c e . v 9 i 1 . p p 5 5 4 - 5 6 1             5 5 4       J o u r n a l   h o m e p a g e :   h t t p : / / i a e s c o r e . c o m / j o u r n a l s / i n d e x . p h p / I J E C E   A   h y b r i d   a l g o r i t h m   t o   r e d u c e   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   m a n a g e m e n t   i n   c l o u d   d a t a   c e n t e r s       M e h r a n   T a r a h o m i 1 ,   M o h a m m a d   I z a d i 2   1 K i s h   I n t e r n a t i o n a l   C a m p u s ,   S h a r i f   U n i v e r s i t y   o f   T e c h n o l o g y ,   I r a n     2 D e p a r t m e n t   o f   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g ,   S h a r i f   U n i v e r s i t y   o f   T e c h n o l o g y ,   I r a n       A r t i c l e   I n f o     A B S T R A C T     A r t i c l e   h i s t o r y :   R e c e i v e d   A u g   3 ,   2 0 1 8   R e v i s e d   A u g   3 0 ,   2 0 1 8   A c c e p t e d   S e p   1 5 ,   2 0 1 8       T h e r e   a r e   s e v e r a l   p h y s i c a l   d a t a   c e n t e r s   i n   c l o u d   e n v i r o n m e n t   w i t h   h u n d r e d s   o r   t h o u s a n d s   o f   c o m p u t e r s .   V i r t u a l i z a t i o n   i s   t h e   k e y   t e c h n o l o g y   t o   m a k e   c l o u d   c o m p u t i n g   f e a s i b l e .   I t   s e p a r a t e s   v i r t u a l   m a c h i n e s   i n   a   w a y   t h a t   e a c h   o f   t h e s e   s o - c a l l e d   v i r t u a l i z e d   m a c h i n e s   c a n   b e   c o n f i g u r e d   o n   a   n u m b e r   o f   h o s t s   a c c o r d i n g   t o   t h e   t y p e   o f   u s e r   a p p l i c a t i o n .   I t   i s   a l s o   p o s s i b l e   t o   d y n a m i c a l l y   a l t e r   t h e   a l l o c a t e d   r e s o u r c e s   o f   a   v i r t u a l   m a c h i n e .   D i f f e r e n t   m e t h o d s   o f   e n e r g y   s a v i n g   i n   d a t a   c e n t e r s   c a n   b e   d i v i d e d   i n t o   t h r e e   g e n e r a l   c a t e g o r i e s :   1 )   m e t h o d s   b a s e d   o n   l o a d   b a l a n c i n g   o f   r e s o u r c e s ;   2 )   u s i n g   h a r d w a r e   f a c i l i t i e s   f o r   s c h e d u l i n g ;   3 )   c o n s i d e r i n g   t h e r m a l   c h a r a c t e r i s t i c s   o f   t h e   e n v i r o n m e n t .   T h i s   p a p e r   f o c u s e s   o n   l o a d   b a l a n c i n g   m e t h o d s   a s   t h e y   a c t   d y n a m i c a l l y   b e c a u s e   o f   t h e i r   d e p e n d e n c e   o n   t h e   c u r r e n t   b e h a v i o r   o f   s y s t e m .   B y   t a k i n g   a   d e t a i l e d   l o o k   o n   p r e v i o u s   m e t h o d s ,   w e   p r o v i d e   a   h y b r i d   m e t h o d   w h i c h   e n a b l e s   u s   t o   s a v e   e n e r g y   t h r o u g h   f i n d i n g   a   s u i t a b l e   c o n f i g u r a t i o n   f o r   v i r t u a l   m a c h i n e s   p l a c e m e n t   a n d   c o n s i d e r i n g   s p e c i a l   f e a t u r e s   o f   v i r t u a l   e n v i r o n m e n t s   f o r   s c h e d u l i n g   a n d   b a l a n c i n g   d y n a m i c   l o a d s   b y   l i v e   m i g r a t i o n   m e t h o d .   K e y w o r d s :   C l o u d   d a t a   c e n t e r   C l o u d s i m   E n e r g y   c o n s u m p t i o n   L o a d   b a l a n c e   M i g r a t i o n   C o p y r i g h t   ©   2 0 1 9   I n s t i t u t e   o f   A d v a n c e d   E n g i n e e r i n g   a n d   S c i e n c e .     A l l   r i g h t s   r e s e r v e d .   C o r r e s p o n d i n g   A u t h o r :   M e h r a n   T a r a h o m i ,     K i s h   I n t e r n a t i o n a l   C a m p u s ,     S h a r i f   U n i v e r s i t y   o f   T e c h n o l o g y ,     T e h r a n ,   I r a n .   E m a i l :   t a r a h o m i @ c e . s h a r i f . e d u       1 .   I N T R O D U C T I O N   P r o v i d e r s   o f   c l o u d   s e r v i c e s   a n d   c u s t o m e r s   a r e   b o t h   m o t i v a t e d   t o w a r d s   u s i n g   c l o u d   c o m p u t i n g   b e c a u s e   o f   t h e   g a i n e d   b e n e f i t s   f o r   b o t h   o f   t h e m .   P r o v i d e r s   m a k e   m o n e y   b y   p r o v i d i n g   s u c h   s e r v i c e s   a n d   c u s t o m e r s   s a v e   m o n e y   r e l a t e d   t o   m a i n t e n a n c e   o f   i n f r a s t r u c t u r e s   o f   t h e s e   s e r v i c e s .   D u e   t o   t h e   i m p o r t a n c e   o f   r u n n i n g   a p p l i c a t i o n s   a n d   u s e r   d a t a ,   t h e   p r o v i d e r s   g u a r a n t e e   a   s p e c i f i c   s e r v i c e   l e v e l   a g r e e m e n t   ( S L A ) .   V i r t u a l i z a t i o n ,   a   k e y   t e c h n o l o g y   i n   c l o u d   c o m p u t i n g ,   m a k e   t h e   s e p a r a t i o n   o f   v i r t u a l i z e d   m a c h i n e s   p o s s i b l e   i n   a   w a y   t h a t   e a c h   v i r t u a l i z e d   m a c h i n e s   w i l l   t h e n   b e   a b l e   t o   b e   c o n f i g u r e d   o n   a   n u m b e r   o f   h o s t s   a c c o r d i n g   t o   u s e r   a p p l i c a t i o n s   [ 1 ] .   H o w e v e r ,   s t i l l   t h e   s p e c i f i c   f e a t u r e s   a n d   a t t r i b u t e s   o f   t h e   h o s t   a r e   c o n c e a l e d   f r o m   t h e   u s e r .     T h e r e f o r e ,   v i r t u a l i z e d   m a c h i n e s   c a n   b e   t r a n s f e r r e d   t o   o t h e r   h o s t s   w i t h o u t   i n t e r r u p t i n g   s e r v i c e s   i n   o r d e r   t o   i n c r e a s e   t h e   e f f i c i e n c y   o f   a p p l i c a t i o n s .   I t   i s   a l s o   p o s s i b l e   t o   d y n a m i c a l l y   a l t e r   t h e   a m o u n t   o f   r e s o u r c e s   a l l o c a t e d   t o   a   c e r t a i n   c u s t o m e r   [ 2 ] .   N o w a d a y s ,   m o d e r n   C P U s   c a n   r u n   i n   d i f f e r e n t   s p e e d s   t h r o u g h   d y n a m i c   f r e q u e n c y   s c a l i n g   ( D F S ) ;   D y n a m i c   v o l t a g e   s c a l i n g   ( D V S )   o r   c o m b i n e d   d y n a m i c   f r e q u e n c y   a n d   v o l t a g e   s c a l i n g   ( D F V S ) .   T h e s e   t e c h n i q u e s   l e a d   t o   f o r m a t i o n   o f   a   n o n - l i n e a r   p o w e r - f r e q u e n c y   r e l a t i o n .   A c c o r d i n g   t o   [ 3 ] ,   a t   e a c h   l e v e l   o f   e f f i c i e n c y ,   t h e   p o w e r - f r e q u e n c y   r e l a t i o n   c a n   b e   a p p r o x i m a t e d   t h r o u g h   a   s e c o n d - d e g r e e   m o d e l   [ 4 ,   5 ] .   B y   u s i n g   c l o u d   u s e r s   n o   m o r e   r e q u i r e   h i g h - e n d   c o m p u t e r   s y s t e m s   b e c a u s e   t h e   e n t i r e   c o m p u t i n g   a n d   s t o r i n g   p r o c e s s e s   a r e   p e r f o r m e d   b y   w e l l - e q u i p p e d   a n d   a d v a n c e d   s e r v e r s   [ 6 ] .   C u r r e n t l y ,   t h e r e   a r e   t h r e e   d i f f e r e n t   m e t h o d s   f o r   p r o v i d i n g   c l o u d   c o m p u t i n g   s e r v i c e s :   1 - S o f t w a r e   a s   a   s e r v i c e ,   2 - p l a t f o r m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       A   h y b r i d   a l g o r i t h m   t o   r e d u c e   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   m a n a g e m e n t   i n   c l o u d   d a t a   c e n t e r s   ( M e h r a n   T a r a h o m i )   5 5 5 a s   a   s e r v i c e ,   a n d   3 - i n f r a s t r u c t u r e   a s   a   s e r v i c e .   W i t h   r e s p e c t   t o   t h e i r   s p e c i a l   n e e d s   a n d   r e q u i r e m e n t s ,   o r g a n i z a t i o n s   a n d   f i r m s   c a n   s e l e c t   a n d   m a k e   u s e   o f   a   s i n g l e   o r   a   s e r i e s   o f   s e r v i c e   s t r a t e g i e s   [ 7 - 1 0 ] .     S e r v i c e   l e v e l   a g r e e m e n t   i s   a n   i m p o r t a n t   f e a t u r e   o f   c l o u d   c o m p u t i n g   a n d   i s   c o n s i d e r e d   a s   a   c o n t r a c t   b e t w e e n   t h e   c u s t o m e r   a n d   t h e   p r o v i d e r   b a s e d   o n   p r o v i d e d   s e r v i c e .   H o w e v e r ,   n o w a d a y s   w i t h   t h e   e m e r g e n c e   o f   l a r g e   c l o u d   s e r v i c e   p r o v i d e r s ,   m o s t   s e r v i c e   l e v e l   a g r e e m e n t s   a r e   p r e - d e t e r m i n e d   a n d   p r e - s t a n d a r d i z e d   u n l e s s   t h e   c u s t o m e r   i s   a   m a j o r   c o n s u m e r   o f   t h e   s e r v i c e s .   S c h e d u l i n g   f o r   l o a d   b a l a n c i n g   a n d   e n e r g y   s a v i n g   i n   c l o u d   s e r v i c e s   d e p e n d   o n   r e s p o n s e - t i m e   o f   t h e   m a c h i n e .   T h e   l o a d   s h o u l d   b e   b a l a n c e d   o n   C P U ,   M e m o r y   o r   t h e   d e l a y   i n   t h e   n e t w o r k .   E x c i s t e n c e   o f   e x c e s s i v e   l o a d   o n   t h e   c l o u d   n e t w o r k   w i l l   c a u s e   s e v e r a l   p r o b l e m s   f o r   s e r v i c e   p r o v i d e r s   a n d   c o n s u m e r s   [ 1 1 ,   1 2 ] .   B a l a n c i n g   l o a d   i n   s e r v e r s   i s   h i g h l y   e f f e c t i v e   o n   e n e r g y   c o n s u m p t i o n .   I t   w i l l   a l s o   r e s u l t   i n   r e d u c i n g   r e s p o n s e - t i m e   w h i c h   i s   t h e   m o s t   i m p o r t a n t   f a c t o r   i n   s e r v i c e   a g r e e m e n t   [ 1 2 - 1 4 ] .   L o a d   b a l a n c i n g   i s   t h e   p r o c e s s   o f   d i s t r i b u t i n g   l o a d   b e t w e e n   s e v e r a l   n o d e s   t h r o u g h   t h e   n e t w o r k .   A s   a   r e s u l t ,   t h e   e f f i c i e n c y   o f   r e s o u r c e s ,   a m o u n t   o f   c o n s u m e d   e n e r g y   a n d   r e s p o n s e   t i m e   w i l l   o p t i m z e .   O n   t h e   o t h e r   h a n d ,   t h e   s i t u a t i o n s   i n   w h i c h   s o m e   n o d e s   a r e   u n d e r   h e a v y   l o a d s   a n d   s o m e   o t h e r s   a r e   s i m u l t a n e o u s l y   a l m o s t   f r e e ,   a r e   a v o i d e d .   B y   b a l a n c i n g   t h e   t r a f f i c   b e t w e e n   s e r v e r s ,   d a t a   p a c k e t s   a r e   s e n t   a n d   r e c e i v e d   w i t h   n o   m a j o r   d e l a y s   [ 1 5 ] .     T h e r e   a r e   s e v e r a l   d i f f e r e n t   l o a d   b a l a n c i n g   a l g o r i t h m s   w h i c h   i n c l u d e   w a t e r   d r o p   e x p l o r a t i o n   a l g o r i t h m ,   a c t i v e   c l u s t e r i n g   a l g o r i t h m   a n d   a l g o r i t h m s   o f   M a x - M a x ;   M i n - M i n   a n d   O L B + L B M M .   I m p o r t a n t   f a c t o r s   w h i c h   s h o u l d   b e   c o n s i d e r e d   w h i l e   d e v e l o p i n g   s u c h   a l g o r i t h m s   a r e   l o a d   e s t i m a t i o n ,   l o a d   r a t i o ,   a d a p t a b i l i t y   o f   d i f f e r e n t   s y s t e m s ,   s y s t e m   e f f i c i e n c y ,   i n t e r a c t i o n   b e t w e e n   n o d e s ,   s c h e d u l i n g ,   n a t u r e   o f   t r a n s f e r r e d   t a s k ,   s e l e c t i o n   o f   n o d e s ,   e t c .   [ 3 ,   1 3 ] .   I n   F i g u r e   1 ,   t h e   f o l l o w i n g   a r e   a s s u m e d :   a .   T h e r e   a r e   s e v e r a l   r u n n i n g   a p p l i c a t i o n s   i n   a   v i r t u a l   m a c h i n e   w i t h   d i f f e r e n t   l o a d s ,   b .   E a c h   h o s t   i n c l u d e s   n   v i r t u a l   m a c h i n e s ,   c .   A l l   s y s t e m   c o m p o n e n t   i s   c o r r e c t   a t   T = 0   a n d   w i l l   r e m a i n   t h a t   w a y   u n t i l   o c c u r r i n g   a n   e r r o r ,   d .   F a i l u r e s   a r e   p e r m a n e n t   a n d   a r e   i n d e p e n d e n t   o f   e a c h   o t h e r ,   e .   T h e   c o n f i d e n c e   o f   e n t i r e   s i m i l a r   v i r t u a l   m a c h i n e s   i s   s i m i l a r .   W i t h   r e s p e c t   t o   t h e   a f o r e m e n t i o n e d   h y p o t h e s e s ,   w h e n   a   g i v e n   j o b   i s   a d d r e s s e d   t o   a   m a c h i n e ,   i f   t h e   a c c e s s i b l e   r e s o u r c e s   a r e   u s e d   p r o p e r l y ,   t h e n   t h e   l o a d   c a n   b e   e x e c u t e d   e f f e c t i v e l y .   T h e r e   s h o u l d   b e   a   m e c h a n i s m   f o r   s e l e c t i n g   t h o s e   m a c h i n e s   w i t h   s u c h   r e s o u r c e s .   A s   y o u   c a n   s e e   i n   F i g u r e   1 ,   c o n n e c t e d   u s e r s   t o   n e t w o r k   u s e   t h e   f a c i l i t i e s   b y   s e n d i n g   r e q u e s t s   t o   t h e   n e t w o r k .   S i n c e   m u l t i p l e   r e q u e s t s   f r o m   u s e r s   f o r c e s   t h e   n e t w o r k   t o   d i s p l a c e   v i r t u a l   m a c h i n e s ,   i n c r e a s i n g   n u m b e r   o f   u s e r s   w i l l   c a u s e   s e r i o u s   d e b a t e   [ 3 ] .           F i g u r e   1 .   A d d r e s s i n g   t h e   a p p l i e d   l o a d   t o   c e n t r a l   c l u s t e r       V i r t u a l i z a t i o n   t e c h n o l o g i e s   p r o v i d e   t h e   p r o c e s s e s   a n d   a p p l i c a t i o n   d a t a   w i t h   t h e   a b i l i t y   f o r   b e i n g   e x e c u t e d   i n   t h e   v i r t u a l   c o m p o n e n t   ( v i r t u a l   m a c h i n e s   a n d   v i r t u a l   d i s k s )   w i t h o u t   b e i n g   d e p e n d e n t   o n   p h y s i c a l   r e s o u r c e s .   I n   o t h e r   w o r d s ,   t h e y   m a k e   a p p l i c a t i o n s   i n d e p e n d e n t   o f   m a c h i n e s .   V i r t u a l i z a t i o n   m a y   t a k e   p l a c e   i n   s e v e r a l   l a y e r s   o r   l e v e l s   i n   o r d e r   t o   c r e a t e   a   m o d e r n   c o m p u t e r   s y s t e m .   A   l e v e l   o f   v i r t u a l i z a t i o n   w h i c h   i s   a p p l i e d   t o   c l o u d   c o m p u t i n g   d a t a   c e n t e r   i s   a   s y s t e m a t i c   v i r t u a l i z a t i o n   w h i c h   e n a b l e s   v i r t u a l   m a c h i n e s   w i t h   d i f f e r e n t   o p e r a t i n g   s y s t e m s   t o   b e   e x e c u t e d   s i m u l t a n e o u s l y   i n   a   r e a l   m a c h i n e .   T h e   v i r t u a l i z a t i o n   s o f t w a r e   w h i c h   i s   c a l l e d   v i r t u a l   m a c h i n e   m o n i t o r   ( V M M )   i s   r e s p o n s i b l e   f o r   m a n a g e m e n t   a n d   c o n t r o l l i n g   r e s o u r c e s   c o n s u m p t i o n   b y   e a c h   v i r t u a l   m a c h i n e .   X e n   [ 1 6 ]   a n d   V M w a r e   [ 1 7 ]   a r e   e x a m p l e s   o f   v i r t u a l i z a t i o n   m e t h o d s   w h i c h   a r e   a p p l i e d   o n   s y s t e m s .   I n   t h e   p r o p o s e d   m e t h o d ,   w e   a r e   t r y i n g   t o   s u g g e s t   a   m e t h o d   f o r   c l o u d   c o m p u t i n g   d a t a   c e n t e r   w h i c h   e n a b l e s   i t   t o   b a l a n c e   t h e   d i s t r i b u t i o n   o f   l o a d s   b e t w e e n   h o s t s   a s   w e l l   a s   r e d u c i n g   e n e r g y   c o n s u m p t i o n .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9   :     5 5 4   -   5 6 1   5 5 6 2 .   O B J E C T I V E S   A N D   I N N O V A T I O N S   O F   T H E   R E S E A R C H   O b j e c t i v e s   o f   t h i s   s t u d y   i n c l u d e :   a .   R e d u c i n g   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   i n   v i r t u a l i z e d   d a t a   c e n t e r   i n f r a s t r u c t u r e ,   b .   I m p r o v i n g   c o n f i d e n c e   a n d   f a i l u r e   t o l e r a n c e   i n   e x e c u t i o n   o f   a p p l i c a t i o n s ,   c .   A v o i d i n g   h o t s p o t s   i n   t h e   d a t a   c e n t e r   a n d   b a l a n c i n g   l o a d   d i s t r i b u t i o n   b e t w e e n   t h e   e x i s t i n g   r e s o u r c e s ,   d .   A v o i d i n g   t h e   s i t u a t i o n   o f   t h r a s h i n g   a m o n g   h o s t s   o f   t h e   d a t a   c e n t e r .   I n n o v a t i o n s   o f   t h i s   s t u d y   i n c l u d e s   a .   D e v e l o p i n g   a   d y n a m i c   a l g o r i t h m   b a s e d   o n   l o a d   b a l a n c i n g   a n d   h a r d w a r e   t e c h n i q u e s   f o r   o p t i m i z i n g   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   c o n s i d e r i n g   s c h e d u l i n g ,   b .   M o n i t o r i n g   t h e   p r o v i d e d   l e v e l   o f   s e r v i c e   b y   h o s t s ,   c .   U s i n g   l i v e   m i g r a t i o n   t e c h n o l o g y ,     V a r i a b i l i t y   o f   t h e   s c a l e   o f   u s i n g   p r o c e s s i n g   r e s o u r c e s   a c c o r d i n g   t o   d e m a n d s   o f   e x p l o i t e r s       3 .   R E L A T E D   W O R K S   R e d u c i n g   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   i s   f e a s i b l e   i n   s t a t i c   a n d   d y n a m i c   m e t h o d s .   I n   t e r m s   o f   t h e   s t a t i c   m e t h o d   a n d   f r o m   t h e   p e r s p e c t i v e   o f   h a r d w a r e ,   e n e r g y   m a n a g e m e n t   i n c l u d e s   o p t i m i z a t i o n   m e t h o d s   [ 1 8 ]   w h i c h   a r e   u s e d   a t   t h e   t i m e   o f   d e s i g n i n g   d i f f e r e n t   l e v e l s   i n c l u d i n g   c i r c u i t s   a n d   s y s t e m   a r c h i t e c t u r e .   I n   t e r m s   o f   o p t i m i z a t i o n   a t   c i r c u i t   l e v e l ,   b y   d e s i g n i n g   c o m p l e x   g a t e s   a n d   a l t e r i n g   t h e   s i z e   o f   t r a n s i s t o r s ,   t h e   d e v e l o p e r s   f o c u s   o n   r e d u c i n g   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   i n   c o m b i n e d   a n d   s e q u e n t i a l   c i r c u i t s .   T h e   p u r p o s e   o f   o p t i m i z a t i o n   i n   l o g i c   l e v e l   i s   t o   r e d u c e   t h e   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   o f   s w i t c h i n g   i n   c o m b i n e d   a n d   s e q u e n t i a l   c i r c u i t s .     T h i s   s e c t i o n   d i v i d e s   t h e   v i r t u a l i z a t i o n   t e c h n o l o g y   i n t o   t h r e e   c a t e g o r i e s   w h i c h   i n c l u d e   s c h e d u l i n g   a c c o r d i n g   t o   e f f i c i e n c y   a n d   l o a d   b a l a n c i n g ,   u s i n g   h a r d w a r e   f a c i l i t i e s   a n d   c o n s e r n i n g   t h e r m a l   f e a t u r e s   o f   t h e   e n v i r o n m e n t .   T h i s   c a t e g o r i z a t i o n   i s   s h o w n   i n   t h e   f o l l o w i n g   i m a g e   a n d   t h e   t a s k s   r e l a t e d   t o   e a c h   o f   t h e s e   t h r e e   a p p r o a c h e s   a r e   f u r t h e r   e x p l a i n e d   i n   t h e   t e x t .   C a t e g o r i z a t i o n   o f   R e l a t e d   W o r k s   R e g a r d i n g   E n e r g y   S a v i n g   t h r o u g h   V i r t u a l i z a t i o n   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   2 .           F i g u r e   2 .   C a t e g o r i z a t i o n   o f   r e l a t e d   w o r k s   r e g a r d i n g   e n e r g y   s a v i n g   t h r o u g h   v i r t u a l i z a t i o n       3 . 1 .     E n e r g y   s a v i n g   t h r o u g h   l o a d   b a l a n c i n g   o f   r e s o u r c e s     T h e   R R   a l g o r i t h m   b a l a n c e s   l o a d   b e t w e e n   n o d e s   b y   o p t i m i z i n g   e n e r g y   c o n s u m p t i o n .   T h i s   a l g o r i t h m   d i s t r i b u t e s   t a s k s   b e t w e e n   t h e   e n t i r e   a u x i l i a r y   p r o c e s s o r s .   T h e   e n t i r e   t a s k s   a r e   a l l o c a t e d   t o   a u x i l i a r y   p r o c e s s e s   a c c o r d i n g   t o   t h e   R R   o r d e r .   T h i s   m e a n s   t h a t   a   s e l e c t e d   p r o c e s s o r   i s   o p e r a t e d   i n   a n   o r d e r   a n d   i f   t h e   l a s t   p r o c e s s o r   i s   r e a c h e d ,   t h e   l o o p   w i l l   r e t u r n   t o   t h e   f i r s t   p r o c e s s o r .   [ 1 9 ] .   A n o t h e r   w a y   o f   a c h i e v i n g   l o a d   b a l a n c i n g   i s   u s i n g   r a n d o m   a l g o r i t h m .   I t   u s e s   r a n d o m   p r o c e s s o r   n u m b e r s   f o r   s e l e c t i o n   o f   a u x i l i a r y   p r o c e s s o r s .   A u x i l i a r y   p r o c e s s o r s   a r e   s e l e c t e d   a c c o r d i n g   t o   s t a t i s t i c a l   d i s t r i b u t i o n s .   [ 2 0 ] .   A n o t h e r   a l g o r i t h m   i n   t h i s   d o m a i n   i s   c e n t r a l   m a n a g e r   m o d e l .   I n   t h i s   m o d e l ,   t h e   m a i n   p r o c e s s o r   s e l e c t s   a n   a u x i l i a r y   p r o c e s s o r   w i t h   m i n i m u m   l o a d   f o r   t a s k s   a l l o c a t i o n   i n   e a c h   s t e p .     T h e   m a i n   p r o c e s s o r   i s   a b l e   t o   c o l l e c t   i n f o r m a t i o n   f r o m   a l l   o t h e r   a u x i l i a r y   p r o c e s s o r s ;   t h e r e f o r e ,   t h e   c h o i c e   m a y   b e   m a d e   a c c o r d i n g   t o   t h i s   a l g o r i t h m .   [ 2 1 ] .   I n   d y n a m i c   l o a d   b a l a n c e   a l g o r i t h m s ,   t a s k s   a r e   d i s t r i b u t e d   a m o n g   p r o c e s s o r s   d u r i n g   e x e c u t i o n .   T h e   m a i n   m a n a g e r   a l l o c a t e s   t h e   n e w   p r o c e s s   t o   a n   a u x i l i a r y   p r o c e s s o r   a c c o r d i n g   t o   n e w   c o l l e c t e d   i n f o r m a t i o n .   I n   a   d i s t r i b u t e d   s y s t e m ,   d y n a m i c   l o a d   b a l a n c i n g   w i l l   b e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       A   h y b r i d   a l g o r i t h m   t o   r e d u c e   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   m a n a g e m e n t   i n   c l o u d   d a t a   c e n t e r s   ( M e h r a n   T a r a h o m i )   5 5 7 d o n e   i n   t w o   w a y s :   d i s t r i b u t e d   a n d   n o n - d i s t r i b u t e d   ( c e n t r a l i z e d ) .   I n   d i s t r i b u t e d   o n e ,   l o a d   b a l a n c e   a l g o r i t h m s   a r e   e x e c u t e d   o n   t h e   e n t i r e   m a c h i n e s   a n d   t h e   r e s p o n s i b i l i t y   o f   m a i n t a i n i n g   t h e   l o a d   b a l a n c e   i s   s h a r e d   b e t w e e n   t h e   e n t i r e   e n g a g e d   m a c h i n e s .   T h e   r e l a t i o n   b e t w e e n   t h e   m a c h i n e s   f o r   b a l a n c i n g   l o a d   c a n   b e   i n   e i t h e r   w a y s   o f   c o l l a b o r a t e d   o r   n o n - c o l l a b o r a t e d .   F o r   a   g e n e r a l   b a l a n c e   t h r o u g h   t h e   s y s t e m ,   p r o c e s s o r s   w o r k   t o g e t h e r   [ 2 2 ,   2 3 ] .   O n   t h e   o t h e r   h a n d ,   i n   n o n - c o l l a b o r a t e d   a l g o r i t h m s ,   e a c h   m a c h i n e   d e p e n d s   o n   i t s   o w n   r e s o u r c e s   s c h e d u l i n g   i n   w h i c h   d e c i s i o n s   a r e   m a d e   i n d e p e n d e n t   o f   t h e   r e s t   o f   t h e   s y s t e m .   O n   t h i s   b a s i s ,   t h e   m a c h i n e   m a y   s c h e d u l e   o r   a l l o c a t e   t a s k s   a c c o r d i n g   t o   l o c a l   p e r f o r m a n c e .   I n   c o l l a b o r a t e d   a l g o r i t h m s ,   t h e   t a s k s   o f   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   m o n i t o r i n g   a n d   m a x i m i z a t i o n   o f   p r o f i t s   a r e   c o n s i d e r e d   a s   R O I   [ 1 5 ] .     D y n a m i c   l o a d   b a l a n c e   a l g o r i t h m s   c a n   c r e a t e   m o r e   m e s s a g e s   c o m p a r e d   t o   c e n t r a l i z e d   a l g o r i t h m s ;   b e c a u s e   e a c h   m a c h i n e   w i t h i n   t h e   s y s t e m   c o n t a c t   w i t h   a l l   o t h e r   m a c h i n e s   w i t h i n   t h e   s a m e   s y s t e m .   A n   a d v a n t a g e   o f   t h i s   i s   t h a t   i f   o n e   o r   s o m e   m a c h i n e s   o f   t h e   s y s t e m   a r e   f a i l e d ,   t h e   t o t a l   p r o c e d u r e   o f   l o a d   b a l a n c i n g   w i l l   n o t   t e r m i n a t e   a n d   i t   c a n   o n l y   a f f e c t   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   s y s t e m .   H o w e v e r ,   i n   t h e s e   a l g o r i t h m s   t h e   h e u r i s t i c   l e a r n i n g   f u n c t i o n s   a r e   u s e d   w h i c h   i s   i n c o n s i s t e n t   w i t h   t h e   s e r v i c e   l e v e l   a g r e e m e n t   [ 1 5 ,   2 3 ,   2 4 ] .   C u r r e n t l y ,   s e v e r a l   m e t h o d s   a n d   e x p e r i e n c e s   a r e   a p p l i e d   f o r   o p t i m i z a t i o n   o f   e f f i c i e n c y   o f   e n e r g y   c o n s u m p t i o n .   T h e s e   m e t h o d s   i n c l u d e :   o p t i m i z a t i o n   o f   a l g o r i t h m s   o f   a p p l i c a t i o n s   [ 3 1 ]   a n d   m a k i n g   u s e   o f   h a r d w a r e   w i t h   l o w   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   [ 2 5 ] .   B y   i m p l e m e n t i n g   t h e   v i r t u a l i z a t i o n   t e c h n o l o g y ,   w e   c a n   m a k e   s e v e r a l   v i r t u a l   m a c h i n e s   o n   a   p h y s i c a l   s e r v e r .   A s   a   r e s u l t ,   t h e   a m o u n t   o f   r e q u i r e d   h a r d w a r e   i s   r e d u c e s   a n d   a l s o   e f f i c i e n c y   o f   r e s o u r c e s   i n c r e a s e s .   M a k i n g   u s e   o f   t h i s   t e c h n o l o g y   i n   c l o u d   c o m p u t i n g   n a t u r a l l y   l e a d s   t o   o p t i m i z e d   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   w h i c h   m a y   b e   b a s e d   o n   t h e   f o l l o w i n g   r e a s o n s :   a .   I n c r e a s e d   e f f i c i e n c y   o f   r e s o u r c e s   [ 2 6 ]   b .   L a c k   o f   p h y s i c a l   a n d   l o c a t i o n   d e p e n d e n c e ;   v i r t u a l   m a c h i n e s   c o u l d   b e   m o v e d   a n d   e x e c u t e d   i n   p l a c e s   w h e r e   e n e r g y   i s   c h e a p e r   [ 1 5 ]   c .   A l t e r a t i o n   o f   t h e   s c a l e   o f   i m p l e m e n t a t i o n   o f   r e s o u r c e s ;   i m p l e m e n t a t i o n   o f   r e s o u r c e s   c a n   b e   v a r i e d   a c c o r d i n g   t o   r e c e n t   r e q u i r e m e n t s   [ 1 0 ]   I n   [ 2 7 ] ,   r e d u c e d   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   i s   i n v e s t i g a t e d   i n   a   v i r t u a l i z e d   c l o u d   n e t w o r k   d a t a   c e n t e r .   I n   t h i s   a r t i c l e ,   t h e   a u t h o r s   s u g g e s t   a n   e f f i c i e n t   r e s o u r c e   m a n a g e m e n t   s y s t e m   f o r   c l o u d   n e t w o r k   d a t a   c e n t e r s .   T h i s   s y s t e m   r e d u c e s   o p e r a t i o n a l   c o s t s   a n d   i m p r o v e s   s e r v i c e   q u a l i t y .   T h i s   s y s t e m s   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   s a v i n g   i s   d o n e   t h r o u g h   u n i n t e r r u p t e d   m o n i t o r i n g   o f   v i r t u a l   m a c h i n e s   a c c o r d i n g   t o   t h e   c u r r e n t   e f f i c i e n c y   o f   r e s o u r c e s .   T h e   m a i n   i n s t r u m e n t   t h a t   i s   a p p l i e d   h e r e   i s   m a k i n g   u s e   o f   l i v e   m i g r a t i o n   f o r   v i r t u a l i z e d   m a c h i n e s   o f   t h e   c l o u d   n e t w o r k .   L i v e   m i g r a t i o n   i s   a   f e a t u r e   f o r   t r a n s f e r r i n g   v i r t u a l   m a c h i n e s   b e t w e e n   d i f f e r e n t   p h y s i c a l   s e r v e r s   w h i c h   h a v e   l o w   o v e r l o a d   a n d   p r o v i d e   t h e   c l o u d   p r o v i d e r   w i t h   t h e   f l e x i b i l i t y   i n   w h i c h   v i r t u a l   m a c h i n e s   c a n   a l l o c a t e   r e s o u r c e s   d y n a m i c a l l y   a n d   a c c o r d i n g   t o   c u r r e n t   a n d   r e c e n t   r e q u i r e m e n t s .     I n   [ 2 8 ]   a n   a r c h i t e c t u r e   i s   s u g g e s t e d   w h i c h   i s   a i m e d   a t   m a n a g e m e n t   o f   e n e r g y   i n   v i r t u a l i z e d   d a t a   c e n t e r s .   I n   t h i s   a r c h i t e c t u r e ,   r e s o u r c e s   a r e   m a n a g e d   u n d e r   l o c a l   a n d   g l o b a l   l e v e l s .   I n   t e r m s   o f   t h e   l o c a l   l e v e l ,   t h e   s y s t e m   m a k e s   u s e   o f   p o w e r   m a n a g e m e n t   s t r a t e g i e s   e m b e d d e d   i n   g u e s t   o p e r a t i n g   s y s t e m s .   I n   o t h e r   w o r d s ,   t h e   s a m e   s t r a t e g i e s   w h i c h   w o u l d   h a v e   h a d   b e e n   u s e d   i f   t h e   s y s t e m   w a s   r u n n i n g   o n   a   p h y s i c a l   m a c h i n e .   A l s o   i n   t e r m s   o f   t h e   g l o b a l   l e v e l ,   f o r   t h e   p u r p o s e   o f   a l l o c a t i o n   o f   v i r t u a l i z e d   m a c h i n e s ,   t h o s e   g e n e r a l   p o l i c i e s   a r e   u s e d   w h i c h   m a k e   u s e   o f   l i v e   m i g r a t i o n   t e c h n o l o g y .     3 . 2 .     S c h e d u l i n g   t h r o u g h   h a r d w a r e   f a c i l i t i e s   D y n a m i c   v o l t a g e   a n d   f r e q u e n c y   s c a l i n g   i s   a   h a r d w a r e   t e c h n i q u e   f o r   d y n a m i c   m a n a g e m e n t   o f   p o w e r   c o n s u m p t i o n   w h i c h   c a n   b e   s e e n   i n   s o m e   h a r d w a r e   p i e c e s   s u c h   a s   p r o c e s s o r s   a n d   C P U s .   B y   u s i n g   t h i s   c a p a b i l i t y ,   b y   r e d u c i n g   l o a d s ,   p r o c e s s o r s   c a n   e n t e r   o p e r a t i o n a l   s t a t u s e s   w i t h   l o w e r   p o w e r   c o n s u m p t i o n .   T h e r e f o r e ,   t h e   p r o c e s s i n g   p o w e r   o f   p r o c e s s o r s   c a n   b e   s c a l e d   a c c o r d i n g   t o   c u r r e n t   r e q u i r e m e n t s   o f   t h e   s y s t e m   w i t h o u t   h a v i n g   a   f l a w   i n   e f f i c i e n c y   o f   p r o g r a m s   [ 2 9 ] .   A n y w a y ,   i n   t h i s   t e c h n i q u e   p r o c e s s o r s   a r e   a b l e   t o   c h o o s e   t h e i r   o p e r a t i o n a l   v o l t a g e   a n d   f r e q u e n c y   f r o m   a   r e s t r i c t e d   a n d   l i m i t e d   s e t   o f   v a l u e s   [ 3 0 ] .   I n   a d d i t i o n ,   b y   t h e   u s e   o f   t h i s   a p p r o a c h ,   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   c a n   o n l y   b e   r e d u c e d   u p   t o   1 0   t o   2 0   p e r c e n t   [ 3 1 ] .   A s   a   r e s u l t   o f   e x i s t i n g   l i m i t a t i o n s ,   m a n y   r e l a t e d   t a s k s   f o r   r e d u c t i o n   o f   e n e r g y   c o n s u m p t i o n s   m a k e   u s e   o f   t h e   a p p r o a c h   o f   c e n t r a l i z a t i o n   o f   l o a d s   o n   a   f e w e r   n u m b e r   o f   b r o k e r s   a n d   t u r n i n g   o f f   t h e   i d l e   b r o k e r s   o r   p u t t i n g   t h e m   i n   s l e e p   m o d e s   o r   h i b e r n a t e   m o d e s   o r   e v e n   a   c o m b i n a t i o n   o f   t h e   c e n t r a l i z a t i o n   m e t h o d   a n d   d y n a m i c   f r e q u e n c y   a n d   v o l t a g e   s c a l i n g   m e t h o d   [ 3 2 ] .     T h e   p r o b l e m   o f   m a n a g e m e n t   o f   p o w e r   c o n s u m p t i o n   i n   b r o k e r s   w i t h   w e b   b a s e d   a p p l i c a t i o n s   a n d   u n d e r   a g r e e m e n t s   o f   s e r v i c e   l e v e l   i s   d i s c u s s e d   i n   [ 3 3 ] .   T h e   m a i n   g o a l   o f   t h e   a u t h o r s   o f   t h i s   p a p e r   [ 3 3 ]   w a s   t o   r e d u c e   o p e r a t i o n a l   c o s t s   a n d   r e d u c t i o n   o f   d o w n t i m e s   r e s u l t i n g   f r o m   e x c e s s i v e   w a r m i n g   o f   p h y s i c a l   b r o k e r s .   F o r   t h i s   p u r p o s e ,   t h e y   h a v e   m a d e   u s e   o f   t h e   a p p r o a c h   o f   t u r n i n g   o p e r a t i o n a l   n o d e s   o n   a n d   o f f   i n   a d d i t i o n   t o   d y n a m i c   v o l t a g e   a n d   f r e q u e n c y   s c a l i n g   m e t h o d   f o r   m a n a g e m e n t   o f   e n e r g y   c o n s u m p t i o n .   T h e y   e v a l u a t e d   t h e i r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9   :     5 5 4   -   5 6 1   5 5 8 s u g g e s t e d   p o l i c i e s   t h r o u g h   a   n u m b e r   o f   s i m u l a t i o n s .   R e s u l t s   o f   t h e i r   s i m u l a t i o n s   i n d i c a t e d   t h a t   t h e   p o l i c y   o f   d y n a m i c   f r e q u e n c y   a n d   v o l t a g e   s c a l i n g   c a n   r e d u c e   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   u p   t o   2 9   p e r c e n t .     T h e   m e c h a n i s m   o f   t u r n i n g   o p e r a t i o n a l   n o d e s   o n   a n d   o f f   c a n   a l s o   r e d u c e   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   u p   t o   4 2   p e r c e n t .   T h i s   i s   w h i l e   c o m b i n a t i o n   o f   t h e s e   t w o   m e t h o d s   c a n   o n l y   s a v e   e n e r g y   u p   t o 1 8   p e r c e n t .   A n y w a y ,   t h e i r   r e s e a r c h   h a s   f a i l e d   t o   c o n s i d e r   f o r   m a n y   e f f e c t i v e   r e a l   p a r a m e t e r s .   F o r   e x a m p l e ,   t h e   r e q u i r e d   a m o u n t   o f   t i m e   f o r   t u r n i n g   b r o k e r s   b a c k   o n   i s   n o t   c o n s i d e r e d .   I n   t h i s   a p p r o a c h ,   i t   i s   a s s u m e d   t h a t   o n l y   o n e   a p p l i c a t i o n   i s   e x e c u t e d   o n   a   c l u s t e r   a t   a   t i m e .   T h e y   h a v e   n e g l e c t e d   t h e   c h a n g e s   o f   t a s k s   l o a d s   a n d   t h i s   m a y   l e a d   t o   m a k i n g   i n a p p r o p r i a t e   d e c i s i o n s .   I n   a d d i t i o n ,   t h i s   r e s e a r c h   o n l y   i n v e s t i g a t e s   C P U s   a n d   n e g l e c t s   o t h e r   u n i t s .     3 . 3 .     R e d u c t i o n   o f   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   t h r o u g h   a w a r e n e s s   a b o u t   t h e r m a l   f e a t u r e s   o f   t h e   e n v i r o n m e n t   I n   a n o t h e r   a p p r o a c h   o f   r e d u c t i o n   o f   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   i n   v i r t u a l   e n v i r o n m e n t s ,   t h e   t h e r m a l   f e a t u r e s   o f   t h e   e n v i r o n m e n t   h a v e   b e e n   u s e d .   O n e   o f   t h e   m o s t   w e l l - k n o w n   e f f o r t s   i n   t h i s   f i e l d   b e l o n g s   t o   B e l o g l a z o v   a n d   B u y y a   [ 3 4 ]   i n   u n i v e r s i t y   o f   M e l b o u r n e .   T h e y   h a v e   d e i g n e d   a   r e s o u r c e   m a n a g e r   w h i c h   d y n a m i c a l l y   r e a d s   t h e r m a l   f e a t u r e s   o f   e a c h   n o d e   a n d   t r i e s   t o   s c h e d u l e   v i r t u a l   m a c h i n e s   i n   a   w a y   t h a t   h e a v i e r   l o a d s   a r e   o r i e n t e d   t o w a r d s   m a c h i n e s   w h i c h   a r e   c o o l e r .   R e s u l t s   o f   i m p l e m e n t i n g   t h i s   d e s i g n   o n   a   s i m u l a t e d   v i r t u a l   c o n t e x t   i n d i c a t e d   t h a t   m a k i n g   u s e   o f   t h i s   a p p r o a c h   c a n   s i g n i f i c a n t l y   r e d u c e   t h e   c o n s u m p t i o n   o f   e n e r g y   i n   v i r t u a l   e n v i r o n m e n t s .   I n   t w o   o t h e r   r e s e a r c h e s   i n   t h i s   f i e l d   w h i c h   a r e   p e r f o r m e d   b y   T a n g   e t   a l .   [ 3 5 ,   3 6 ] ,   t h e   e m p h a s i s   h a s   b e e n   p u t   o n   t h e   p o i n t   t h a t   c a l c u l a t i o n   n o d e s   w i t h   h i g h   t e m p e r a t u r e s   a r e   n o t   s u i t a b l e   c h o i c e s   f o r   a l l o c a t i o n   o f   t a s k s   a n d   a c t i v i t i e s .   O n   t h i s   b a s i s ,   d i f f e r e n t   m e t h o d s   h a v e   b e e n   p r o p o s e d   f o r   s c h e d u l i n g   a c t i v i t i e s   a c c o r d i n g   t o   t h e r m a l   c h a r a c t e r i s t i c s   o f   w o r k i n g   n o d s .   R e s u l t s   o f   p r e v i o u s   e v a l u a t i o n s   i n d i c a t e   t h a t   s c h e d u l i n g   t a s k s   w i t h   c o n s i d e r a t i o n   f o r   t h e   t e m p e r a t u r e   o f   t h e   p h y s i c a l   m a c h i n e   c a n   h a v e   s i g n i f i c a n t   p o s i t i v e   e f f e c t s   o n   o p t i m i z a t i o n   a n d   i m p r o v e m e n t   o f   a c c o m p l i s h m e n t   o f   t a s k s .     3 . 4 .     C o m p a r i s o n   o f   r e l a t e d   w o r k s   a n d   c h a l l e n g e s   W i t h   d a i l y   i n c r e a s e   o f   d e m a n d s   f o r   a p p l i c a t i o n s   a n d   i n c r e a s e d   c o m p l e x i t y   o f   c a l c u l a t i o n   e n v i r o n m e n t s ,   d i s t r i b u t i o n a l   s y s t e m s   a n d   d a t a   c e n t e r s   a r e   b e g i n n i n g   t o   c o n s u m e   m o r e   a n d   m o r e   a m o u n t s   o f   e n e r g y .   I n c r e a s e d   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   i n   d i s t r i b u t i o n a l   s y s t e m s   s u c h   a s   c l o u d   c o m p u t i n g   m o d e l s   h a s   l e d   t o   f o r m a t i o n   o f   s e v e r a l   c h a l l e n g e s .   A s   i t   c a n   b e   s e e n   i n   t h i s   s e c t i o n ,   d i f f e r e n t   m e t h o d s   o f   r e d u c t i o n   o f   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   i n   d a t a   c e n t e r s   c a n   b e   d i v i d e d   i n t o   t h r e e   g e n e r a l   c a t e g o r i e s   i n c l u d i n g :     1 )   m e t h o d s   o f   r e d u c t i o n   o f   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   t h r o u g h   b a l a n c i n g   r e s o u r c e s   l o a d s ;   2 )   s c h e d u l i n g   t h r o u g h   h a r d w a r e   f a c i l i t i e s   a n d   3 )   R e d u c t i o n   o f   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   t h r o u g h   a w a r e n e s s   a b o u t   t h e r m a l   f e a t u r e s   o f   t h e   e n v i r o n m e n t .   B y   s t u d y i n g   t h e s e   m e t h o d s ,   t h e   c h a l l e n g e s   o f   r e d u c t i o n   o f   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   i n   c l o u d   n e t w o r k s   w i l l   b e   a s   f o l l o w s :   a )   F i n d i n g   a   s u i t a b l e   c o n f i g u r a t i o n   f o r   p l a c e m e n t   o f   v i r t u a l   m a c h i n e s ,   b )   B e i n g   a w a r e   o f   s p e c i a l   t r a i t s   o f   v i r t u a l   e n v i r o n m e n t s   f o r   d y n a m i c   s c h e d u l i n g   o f   v i r t u a l   m a c h i n e s .       4 .   T H E   P R O P O S E D   H Y B R I D   A L G O R I T H M   B y   t h e   u s e   o f   m i g r a t i o n   t e c h n o l o g y   w e   a r e   a b l e   t o   t r a n s f e r   a   v i r t u a l   m a c h i n e   f r o m   o n e   s e r v e r   t o   a n o t h e r   w i t h o u t   i n t e r r u p t i n g   t h e   s e r v i c e .   A s   a   r e s u l t ,   b y   t r a n s f e r r i n g   a   s p e c i f i c   a m o u n t   o f   l o a d   t o   o t h e r   s e r v e r s ,   r e s o u r c e   m a n a g e m e n t   i s   d i s t r i b u t e d   b e t w e e n   r e s o u r c e s   a s   w e l l   a s   o p t i m i z a t i o n   o f   e n e r g y   c o n s u m p t i o n .   C o n s i d e r i n g   t h e   a b i l i t y   o f   m o d e r n   C P U s   t o   t a k e   d i f f e r e n t   s p e e d s ,   t h e   r e l a t i o n   b e t w e e n   p o w e r   a n d   f r e q u e n c y   c o u l d   b e   w e l l   a p p r o x i m a t e d   b y   a   s e c o n d   t y p e   m o d e l .   I t   m e a n s   t h a t   w e   c a n   w r i t e :     P ( f ) = P m i n + α f - 2                 ( 1 )     I n   t h e   u p p e r   r e l a t i o n ,   P o w e r   i s   e s t i m a t e d   i n   w a t t s   a n d   F r e q u e n c y   i s   e s t i m a t e d   i n   G H z   a n d   a l s o   α   i s   a   c o e f f i c i e n t   b a s e d   o n   ( )   . I n   o u r   m o d e l ,   w e   h a v e   a s s u m e d   t h a t   t h e   C P U s   o f   t h e   h o s t s   o b e y   s u c h   a   n o n - l i n e a r   r e l a t i o n   w i t h i n   t h e   d a t a   c e n t e r .   T h e   C P U s   a r e   r u n   i n   d i f f e r e n t   a n d   l i m i t e d   v a l u e s   o f   f r e q u e n c y   i n   a   [ ]   r a n g e .   T h i s   l e a d s   t o   a   t r a d e o f f   b e t w e e n   e f f i c i e n c y   a n d   p o w e r   r e l a t e d   c o s t s .   I n   o u r   m o d e l ,   a l l   s e r v e r s   a n d   h o s t s   o b e y   t h i s   r e l a t i o n .   A l s o   α   i s   b a s e d   o n   ( )   b e c a u s e   t h e   h i g h e s t   a m o u n t   o f   e n e r g y   i s   c o n s u m e d   w h e n   C P U   i s   r u n   w i t h   t h e   h i g h e s t   p o w e r .   W i t h   r e s p e c t   t o   t h i s   c o n t e n t ,   α   c a n   b e   c a l c u l a t e d   a s   ( 2 ) :     α =  (  )                   ( 2 )     i n   a d d i t i o n ,   s e r v e r s   w i t h i n   t h e   d a t a   c e n t e r   c a n   g o   t o   s t a n d - b y   i f   t h e   a m o u n t   o f   l o a d   o n   t h e   d a t a   c e n t e r   w a s   l o w .   B y   t a k i n g   a   l o o k   a t   t h e   u p p e r   r e l a t i o n ,   w e   c a n   s e e   t h a t   e v e n   i f   t h e r e   w e r e   n o   l o a d s   o n   a   s e r v e r ,   s t i l l   a   m i n i m u m   a m o u n t   o f   p o w e r   i s   r e q u i r e d   t o   k e e p   t h e   s e r v e r   i n   a c t i v e   m o d e .   T h e r e f o r e ,   p u t t i n g   t h e   h o s t   i n t o   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       A   h y b r i d   a l g o r i t h m   t o   r e d u c e   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   m a n a g e m e n t   i n   c l o u d   d a t a   c e n t e r s   ( M e h r a n   T a r a h o m i )   5 5 9 s l e e p   o r   h i b e r n a t e   c a n   h a v e   a   s i g n i f i c a n t   e f f e c t   o n   r e d u c t i o n   o f   c o n s u m e d   e n e r g y .   W e   h a v e   u s e d   a   r e l a t i o n   t i t l e d   a s   I m b a l a n c e   s c o r e   f o r   t h e   l o a d   b a l a n c e   a l g o r i t h m   a n d   c a l c u l a t i o n   o f   t h e   o v e r l o a d .   T h i s   r e l a t i o n   i s   a s   f o l l o w s :     B   s c o r e   ( u   ,   T u p p e r ) = e ( u - T u p p e r )               ( 3 )     U   i s   t h e   u t i l i z a t i o n   l e v e l   o f   e a c h   o f   t h e   r e s o u r c e s   o f   t h e   s e r v e r .   F o r   e x a m p l e   u t i l i z a t i o n   l e v e l   o f   t h e   C P U ,   R A M   a n d   e t c .   T u p p e r   i s   t h e   u p p e r   t h r e s h o l d   o f   s e r v e r   u t i l i z a t i o n   w h i c h   i s   u s e d   f o r   i n i t i a l i z a t i o n .   T h e   p u r p o s e   o f   u s i n g   t h i s   r e l a t i o n   i s   t o   s h o w   t h e   a m o u n t   o f   l o a d   o n   e a c h   s e r v e r   a n d   a l s o   t h e   a m o u n t   o f   e a c h   o v e r l o a d   o f   s e r v e r .   I f   t h e   u t i l i z a t i o n   a m o u n t   o f   t h e   s e r v e r   i s   s m a l l e r   t h a n   t h e   t h r e s h o l d ,   t h e n   t h e   v a l u e   o f   T u p p e r   w i l l   b e   n e g a t i v e .   A s   a   r e s u l t ,   a s   t h e   a m o u n t   o f   l o a d   o n   t h e   s e r v e r   i s   r e d u c e d ,   t h e   a m o u n t   o f   t h e   I B   s c o r e   v a l u e   i s   r e d u c e d   a s   w e l l .   I n   a d d i t i o n ,   a n o t h e r   c o n c e p t   t i t l e d   a s   a t t r a c t i v e n e s s   i s   d e f i n e d   a s   f o l l o w s .   I t s   a i m e d   a t   d e t e r m i n i n g   t h e   a t t r a c t i v e n e s s   o f   a   s e r v e r   f o r   b e i n g   s e l e c t e d   a s   t h e   d e s t i n a t i o n   o f   a   v i r t u a l   m a c h i n e .     A t t r a c t i v e n e s s h o s t = I B s c o r e h o s t × L o a d F r a c t i o n v m , h o s t           ( 4 )     T h e   p r o p o s e d   a l g o r i t h m   s h o w e d   i n   F i g u r e   3   a c t s   d y n a m i c a l l y .   I t   m e a n s   t h a t   f o r   a   b a l a n c e d   l o a d   d i s t r i b u t i o n   o n   d i f f e r e n t   r e s o u r c e s ,   i t   o n l y   c o n s i d e r s   t h e i r   c u r r e n t   s t a t u s .   T h e   p u r p o s e   o f   u s i n g   t h i s   a l g o r i t h m   i s   t o   a v o i d   h o t s p o t s   i n   s e r v e r s   w i t h i n   t h e   d a t a   c e n t e r   b e c a u s e   i f   t h e   h o s t   i s   o v e r l o a d e d ,   t h e   s y s t e m   i s   p r o n e   t o   r e d u c t i o n   o f   e f f i c i e n c y   a n d   v u l n e r a b i l i t y .   T h o u g h ,   t h i s   a l g o r i t h m   t r i e s   t o   k e e p   t h e   a m o u n t   o f   l o a d   o n   e a c h   s e r v e r   l o w e r   t h a n   t h e   t h r e s h o l d .   S t i l l ,   i n   s p e c i a l   s i t u a t i o n s   i n   w h i c h   t h e   s y s t e m s   i n   u n d e r   h e a v y   l o a d s   o f   w o r k ,   w e   n e e d   t o   a l l o c a t e   t h e   e n t i r e   e x i s t i n g   i n f r a s t r u c t u r e   r e s o u r c e s   t o   v i r t u a l i z e d   m a c h i n e s   a n d   m a k e s   a s   m a n y   v i r t u a l   m a c h i n e s   a s   p o s s i b l e   o n   t h e   i n f r a s t r u c t u r e   o f   o u r   c l o u d   c o m p u t i n g   n e t w o r k .   A l s o   i n   t h i s   s i t u a t i o n ,   a   l a r g e   a m o u n t   o f   l o a d   m a y   b e   a l l o c a t e d   t o   e a c h   v i r t u a l i z e d   m a c h i n e .   I n   t h i s   c a s e ,   t h i s   a l g o r i t h m   i s   a b l e   t o   i m p o s e   a n   o v e r l o a d   o n   t h e   m o d e l .           F i g u r e   3 .   P r o p o s e d   H y b r i d   A l g o r i t h m       A s   m e n t i o n e d ,   m a c h i n e s   a r e   t r a n s f e r r e d   l i v e l y .   A f t e r   s e l e c t i o n   o f   c e r t a i n   m a c h i n e s ,   t h e   a l g o r i t h m   s e l e c t s   a   n u m b e r   o f   h o s t s   a s   d e s t i n a t i o n s   o f   v i r t u a l i z e d   m a c h i n e s .   A m o n g   t h e s e   s e r v e r s ,   a c c o r d i n g   t o   p o l i c i e s ,   t h e   o n e   i s   s e l e c t e d   w h i c h   h a s   a   s m a l l e r   a t t r a c t i v e n e s s   f u n c t i o n   v a l u e .   T h i s   a l g o r i t h m   a l s o   i n v e s t i g a t e s   i f   t h e   s e l e c t e d   o v e r l o a d   o f   o v e r l o a d   t h r e s h o l d   o f   s e r v e r   i s   n o t   e x c e e d e d   a f t e r   t r a n s f e r r i n g   t h e   v i r t u a l   m a c h i n e s .   I f   s o ,   a n o t h e r   h o s t   o r   s e r v e r   i s   s e l e c t e d .   I n   f a c t   a   h o s t   i s   s e l e c t e d   w h i c h   h a s   a   s m a l l   v a l u e   o f   a t t r a c t i v e n e s s   f u n c t i o n   a n d   w i l l   n o t   b e   o v e r l o a d e d   a f t e r   t r a n s f e r .   T h e   f o r m e r   i n h i b i t s   t h e   s i t u a t i o n   o f   t h r a s h i n g .   A f t e r   s e l e c t i o n   o f   t h e   d e s t i n a t i o n   h o s t ,   t h e   p r o c e s s   o f   m i g r a t i o n   s t a r t s   a n d   a f t e r   t h i s   p r o c e s s ,   t h e   e x e c u t i o n   o f   t h e   p r o g r a m s   c o n t i n u e s   b y   t h e   n e w   h o s t   a n d   t h e r e f o r e   r e s o u r c e s   o f   t h e   s o u r c e   h o s t   a r e   f r e e d .       5 .   E V A L U A T I O N   O F   T H E   P R O P O S E D   M E T H O D   I n   o r d e r   t o   e v a l u a t e   t h e   p r o p o s e d   a l g o r i t h m ,   w e   u s e   C l o u d s i m   s o f t w a r e .   I n   f a c t ,   t h e   c o r e   o f   t h i s   s i m u l a t o r   f o r   m o d e l i n g   t h e   a l g o r i t h m   o f   l o a d   b a l a n c e   i s   i m p r o v e d   a s   w e l l   a s   m o d e l i n g   t h e   e f f e c t s   o f   t h e   D V F S   t e c h n o l o g y   i n   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   a n d   c a l c u l a t i n g   a d d e d   o v e r l o a d .   S e r v i c e   l e v e l   a g r e e m e n t   i s   c a l c u l a t e d   i n   e a c h   t i m e   i n t e r v a l .   O u r   s i m u l a t e d   c l o u d   c o m p u t i n g   d a t a   c e n t e r   i s   c o n s i s t e d   o f   1 0 0   s e r v e r s   w h i c h   a r e   a b l e   t o   b e   v i r t u a l i z e d .   I n   f a c t ,   i t   i s   b e i n g   h y p o t h e s i z e d   t h a t   v i r t u a l i z a t i o n   s o f t w a r e   s u c h   a s   X e n   a r e   i n s t a l l e d   o n   t h e m .   E a c h   o f   t h e   h o s t s   i s   m o d e l e d   a s   a   s i n g l e   c o r e   h o s t   e a c h   o f   w h i c h   h a s   a   p o w e r   o f   1 0 0 0 ,   2 0 0 0   o r   3 0 0 0   M I P S .   I n   a d d i t i o n ,   e a c h   s e r v e r   h a s   8   G B   o f   R A M   a n d   1   T B   o f   H . D . D .   w e   h a v e   c r e a t e d   2 2 0   v i r t u a l i z e d   m a c h i n e s   o n   t h i s   c e n t e r .   O n e   a p p l i c a t i o n   i s   r u n   i n   e a c h   m a c h i n e   a n d   e a c h   a p p l i c a t i o n   i s   a l s o   c o n s i s t e d   o f   1 . 5 0 0 . 0 0 0   i n s t r u c t i o n s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g ,   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   F e b r u a r y   2 0 1 9   :     5 5 4   -   5 6 1   5 6 0 T h e   p u r p o s e   o f   p r o p o s e d   m e t h o d   i s   t o   b a l a n c e   l o a d   b e t w e e n   m a c h i n e s   a n d   a v o i d i n g   t h e   f o r m a t i o n   o f   h o t s p o t s .   H o w e v e r ,   i m p l e m e n t i n g   t h i s   a l g o r i t h m   v i o l a t e s   t h e   s e r v i c e   l e v e l   a g r e e m e n t .   F i g u r e   4   s h o w s   t h e   s i m u l a t i o n   o u t p u t   c o m p a r i s o n   o f   t h e   D V F S   m e t h o d   w i t h   t h e   p r o p o s e d   m e t h o d .   T h i s   f i g u r e   s h o w s   t h e   a m o u n t   o f   v i o l a t i o n   o f   s e r v i c e   l e v e l   a g r e e m e n t   w i t h   a   u t i l i z a t i o n   t h r e s h o l d   o f   8 0   p e r c e n t   o n   e a c h   s e r v e r   d u r i n g   t h e   e x e c u t i o n   o f   p r o g r a m s   a n d   a p p l i c a t i o n s .   S i n c e   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   h a s   a   l a r g e   c o s t   f o r   p r o v i d e r s   o f   c l o u d   b a s e d   s e r v i c e s ,   i n   o u r   s i m u l a t i o n   w e   h a v e   u s e d   t h e   D V F S   m e t h o d   i n   c o n j u n c t i o n   w i t h   p u t t i n g   i d l e   s e r v e r s   t o   s t a n d b y .             F i g u r e   4 .   T h e   s i m u l a t i o n   o u t p u t   c o m p a r i s o n   o f   t h e   D V F S   m e t h o d   w i t h   t h e   p r o p o s e d   m e t h o d       6 .   C O N C L U S I O N S   C l o u d   c o m p u t i n g   i s   a   n o v i c e   c o n c e p t   a n d   w i t h   r e s p e c t   t o   i t s   a d v a n t a g e s   f o r   b o t h   t h e   p r o v i d e r   a n d   c o s t u m e r s ,   i t   i s   r a p i d l y   g r o w i n g .   H o w e v e r ,   i n   o r d e r   t o   b e   a b l e   t o   r e a l i z e   t h e   p r o m i s e s   o f   t h e   c l o u d   c o m p u t i n g ,   t h e r e   a r e   s o m e   i s s u e s   t h a t   r e q u i r e   f u r t h e r   i n v e s t i g a t i o n .   I n   t h i s   p a p e r ,   w e   h a v e   p r o p o s e d   a   m e t h o d   f o r   r e d u c i n g   c o n s u m e d   e n e r g y   b a s e d   o n   l o a d   b a l a n c i n g   a n d   h a r d w a r e   t e c h n i q u e s   i n   d a t a   c e n t e r s .   U s i n g   p r o p o s e d   a l g o r i t h m   b a l a n c e   l o a d   b e t w e e n   t h e   e x i s t i n g   r e s o u r c e s   a s   w e l l   a s   r e d u c t i o n   o f   c o n s u m e d   e n e r g y   a n d   a v o i d i n g   f o r m a t i o n   o f   h o t s p o t s   w i t h i n   d a t a   c e n t e r s .   F o r   e x e c u t i o n   o f   e a c h   r e q u e s t e d   a p p l i c a t i o n ,   i n s t e a d   o f   r u n n i n g   t h e   r e q u e s t   i n   a   s i n g l e   v i r t u a l i z e d   m a c h i n e ,   w e   r u n   t h a t   r e q u e s t   i n   t h r e e   s e p a r a t e   v i r t u a l i z e d   m a c h i n e s   w h i c h   a r e   c r e a t e d   o n   d i f f e r e n t   s e r v e r s .   A l s o   t h e s e   s e r v e r s   m a y   b e   s e l e c t e d   f r o m   d i f f e r e n t   c l u s t e r s .       R E F E R E N C E S     [ 1 ]   L .   W a n g ,   R .   R a n j a n ,   J .   C h e n ,   a n d   B .   B e n a t a l l a h ,   " C l o u d   C o m p u t i n g :   M e t h o d o l o g y ,   S y s t e m s ,   a n d   A p p l i c a t i o n s , "   C R C   P r e s s ,   2 0 1 1 .   [ 2 ]   K .   C h a n d r a s e k a r a n ,   " E s s e n t i a l s   o f   C l o u d   C o m p u t i n g , "   T a y l o r   &   F r a n c i s ,   2 0 1 4 .   [ 3 ]   D .   S c h a e f e r ,   " C l o u d - B a s e d   D e s i g n   a n d   M a n u f a c t u r i n g   ( C B D M ) :   A   S e r v i c e - O r i e n t e d   P r o d u c t   D e v e l o p m e n t   P a r a d i g m   f o r   t h e   2 1 s t   C e n t u r y , "   S p r i n g e r   I n t e r n a t i o n a l   P u b l i s h i n g ,   2 0 1 4 .   [ 4 ]   R .   B u y y a ,   C .   S .   Y e o ,   S .   V e n u g o p a l ,   J .   B r o b e r g   a n d   I .   B r a n d i c ,   C l o u d   C o m p u t i n g   a n d   E m e r g i n g   I T   P l a t f o r m s :   V i s i o n ,   H y p e ,   A n d   R e a l i t y   f o r   D e l i v e r i n g   C o m p u t i n g   a s   t h e   5 t h   U t i l i t y ,   F u t u r .   G e n e r .   C o m p u t .   S y s t . ,   v o l .   2 5 ,   n o .   6 ,   p .   1 7 ,   2 0 0 9 .   [ 5 ]   J .   W .   R i t t i n g h o u s e   a n d   J .   F .   R a n s o m e ,   " C l o u d   C o m p u t i n g :   I m p l e m e n t a t i o n ,   M a n a g e m e n t ,   a n d   S e c u r i t y , "   C R C   P r e s s ,   2 0 0 9 .   [ 6 ]   K .   K e a h e y ,   M .   T s u g a w a ,   A .   M a t s u n a g a ,   a n d   J .   F o r t e s ,   S k y   c o m p u t i n g ,   I E E E   I n t e r n e t   C o m p u t . ,   v o l .   1 3 ,   n o .   O c t o b e r ,   p p .   4 3 5 1 ,   2 0 0 9 .   [ 7 ]   I .   K h a l i l ,   A .   K h r e i s h a h ,   a n d   M .   A z e e m ,   C l o u d   C o m p u t i n g   S e c u r i t y :   A   S u r v e y ,   C o m p u t e r s ,   v o l .   3 ,   n o .   1 ,   p p .   1 3 5 ,   F e b .   2 0 1 4 .   [ 8 ]   A .   B e l o g l a z o v   a n d   R .   B u y y a ,   O p t i m a l   O n l i n e   D e t e r m i n i s t i c   A l g o r i t h m s   a n d   A d a p t i v e   H e u r i s t i c s   f o r   E n e r g y   a n d   P e r f o r m a n c e   E f f i c i e n t   D y n a m i c   C o n s o l i d a t i o n   o f   V i r t u a l   M a c h i n e s   i n   C l o u d   D a t a   C e n t e r s ,   C o n c u r r .   C o m p u t .   P r a c t .   E x p . ,   v o l .   2 4 ,   p p .   1 3 9 7 1 4 2 0 ,   2 0 1 2 .   [ 9 ]   Y .   D i n g ,   X .   Q i n ,   L .   L i u ,   a n d   T .   W a n g ,   E n e r g y   E f f i c i e n t   S c h e d u l i n g   o f   V i r t u a l   M a c h i n e s   i n   C l o u d   w i t h   D e a d l i n e   C o n s t r a i n t ,   F u t u r .   G e n e r .   C o m p u t .   S y s t . ,   v o l .   5 0 ,   p p .   6 2 7 4 ,   2 0 1 5 .   [ 1 0 ]   S .   A s l a z a n d e h ,   Z .   C h a c z k o ,   a n d   C .   C h i u ,   C l o u d   C o m p u t i n g   # x 2 0 1 4 ;   T h e   e f f e c t   o f   G e n e r a l i z e d   S p r i n g   T e n s o r   A l g o r i t h m   o n   L o a d   B a l a n c i n g ,   i n   C o m p u t e r   A i d e d   S y s t e m   E n g i n e e r i n g   ( A P C A S E ) ,   2 0 1 4   A s i a - P a c i f i c   C o n f e r e n c e   o n ,   2 0 1 4 ,   p p .   5 8 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t   J   E l e c   &   C o m p   E n g     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       A   h y b r i d   a l g o r i t h m   t o   r e d u c e   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   m a n a g e m e n t   i n   c l o u d   d a t a   c e n t e r s   ( M e h r a n   T a r a h o m i )   5 6 1 [ 1 1 ]   L .   C h e n ,   H .   S h e n ,   a n d   K .   S a p r a ,   R I A L :   R e s o u r c e   I n t e n s i t y   A w a r e   L o a d   B a l a n c i n g   i n   C l o u d s ,   i n   I N F O C O M ,   2 0 1 4   P r o c e e d i n g s   I E E E ,   2 0 1 4 ,   p p .   1 2 9 4 1 3 0 2 .   [ 1 2 ]   S .   G .   D o m a n a l   a n d   G .   R .   M .   R e d d y ,   O p t i m a l   L o a d   B a l a n c i n g   I n   C l o u d   C o m p u t i n g   B y   E f f i c i e n t   U t i l i z a t i o n   O f   V i r t u a l   M a c h i n e s ,   i n   C o m m u n i c a t i o n   S y s t e m s   a n d   N e t w o r k s   ( C O M S N E T S ) ,   2 0 1 4   S i x t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n ,   2 0 1 4 ,   p p .   1 4 .   [ 1 3 ]   M .   M a s h a l y   a n d   P .   J .   K u h n ,   L o a d   B a l a n c i n g   I n   C l o u d - B a s e d   C o n t e n t   D e l i v e r y   N e t w o r k s   U s i n g   A d a p t i v e   S e r v e r   A c t i v a t i o n / D e a c t i v a t i o n ,   i n   E n g i n e e r i n g   a n d   T e c h n o l o g y   ( I C E T ) ,   2 0 1 2   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n ,   2 0 1 2 ,   p p .   1 6 .   [ 1 4 ]   M .   A j i t   a n d   G .   V i d y a ,   V M   L e v e l   L o a d   B a l a n c i n g   I n   C l o u d   E n v i r o n m e n t ,   i n   C o m p u t i n g ,   C o m m u n i c a t i o n s   a n d   N e t w o r k i n g   T e c h n o l o g i e s   ( I C C C N T ) ,   2 0 1 3   F o u r t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n ,   2 0 1 3 ,   p p .   1 5 .   [ 1 5 ]   P .   B a r h a m ,   B .   D r a g o v i c ,   K .   F r a s e r ,   S .   H a n d ,   T .   H a r r i s ,   A .   H o ,   R .   N e u g e b a u e r ,   I .   P r a t t ,   a n d   A .   W a r f i e l d ,   X e n   a n d   t h e   a r t   o f   v i r t u a l i z a t i o n ,   A C M   S I G O P S   O p e r .   S y s t .   R e v . ,   v o l .   3 7 ,   p .   1 6 4 ,   2 0 0 3 .   [ 1 6 ]   R .   N .   C a l h e i r o s ,   A u t o m a t e d   E m u l a t i o n   o f   D i s t r i b u t e d   S y s t e m s   t h r o u g h   S y s t e m   M a n a g e m e n t   a n d   V i r t u a l i z a t i o n ,   P h D   T h e s i s ,   P o n t i f .   C a t h o l .   U n i v .   R i o   G d .   d o   S u l   P o r t o   A l e g r e ,   B r a z i l ,   2 0 0 9 .   [ 1 7 ]   S .   B .   S h a w   a n d   A .   K .   S i n g h ,   A   S u r v e y   O n   S c h e d u l i n g   A n d   L o a d   B a l a n c i n g   T e c h n i q u e s   I n   C l o u d   C o m p u t i n g   E n v i r o n m e n t ,   i n   C o m p u t e r   a n d   C o m m u n i c a t i o n   T e c h n o l o g y   ( I C C C T ) ,   2 0 1 4   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n ,   2 0 1 4 ,   p p .   8 7 9 5 .   [ 1 8 ]   P .   A b r a h a m s s o n ,   S .   H e l m e r ,   N .   P h a p h o o m ,   L .   N i c o l o d i ,   N .   P r e d a ,   L .   M i o r i ,   M .   A n g r i m a n ,   J .   R i k k i l a ,   X .   W a n g ,   K .   H a m i l y ,   a n d   S .   B u g o l o n i ,   A f f o r d a b l e   a n d   E n e r g y - E f f i c i e n t   C l o u d   C o m p u t i n g   C l u s t e r s :   T h e   B o l z a n o   R a s p b e r r y   P i   C l o u d   C l u s t e r   E x p e r i m e n t ,   C l o u d   C o m p u t i n g   T e c h n o l o g y   a n d   S c i e n c e   ( C l o u d C o m ) ,   2 0 1 3   I E E E   5 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n ,   v o l .   2 .   p p .   1 7 0 1 7 5 ,   2 0 1 3 .   [ 1 9 ]   S .   D e v a d a s   a n d   S .   M a l i k ,   " A   S u r v e y   O f   O p t i m i z a t i o n   T e c h n i q u e s   T a r g e t i n g   L o w   P o w e r   V L S I   C i r c u i t s , "   3 2 n d   a n n u a l   A C M / I E E E   D e s i g n   A u t o m a t i o n   C o n f e r e n c e ,   p p .   2 4 2 - 2 4 7 ,   S p a i n ,   1 9 9 5 .   [ 2 0 ]   V .   P e t r u c c i ,   O .   L o q u e s ,   a n d   D .   M o s s e ,   " D y n a m i c   O p t i m i z a t i o n   O f   P o w e r   A n d   P e r f o r m a n c e   F o r   V i r t u a l i z e d   S e r v e r   C l u s t e r s , "   P r o c e e d i n g s   o f   t h e   2 0 1 0   A C M   S y m p o s i u m   o n   A p p l i e d   C o m p u t i n g ,   p p .   2 6 3 - 2 6 4 ,   U S A ,   2 0 1 0 .   [ 2 1 ]   G .   v o n   L a s z e w s k i ,   L .   W a n g ,   A .   J .   Y o u n g e ,   a n d   X .   H e ,   " P o w e r - A w a r e   S c h e d u l i n g   O f   V i r t u a l   M a c h i n e s   I n   D v f s - E n a b l e d   C l u s t e r s , "   i n   C l u s t e r   C o m p u t i n g   a n d   W o r k s h o p s ,   I E E E   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C l u s t e r   C o m p u t i n g ,   p p .   1 - 1 0 ,   2 0 0 9 .   [ 2 2 ]   E .   R o t e m ,   A .   N a v e h ,   M .   M o f f i e ,   a n d   A .   M e n d e l s o n ,   " A n a l y s i s   O f   T h e r m a l   M o n i t o r   F e a t u r e s   O f   T h e   I n t e l   P e n t i u m   P r o c e s s o r , "   T A C S   W o r k s h o p ,   H o n g k o n g ,   2 0 0 4 .   [ 2 3 ]   D .   K u s i c ,   J .   O .   K e p h a r t ,   J .   E .   H a n s o n ,   N .   K a n d a s a m y ,   a n d   G .   J i a n g ,   " P o w e r   A n d   P e r f o r m a n c e   M a n a g e m e n t   O f   V i r t u a l i z e d   C o m p u t i n g   E n v i r o n m e n t s   V i a   L o o k a h e a d   C o n t r o l , "   C l u s t e r   c o m p u t i n g ,   v o l .   1 2 ,   p p .   1 - 1 5 ,   2 0 0 9 .   [ 2 4 ]   E .   E l n o z a h y ,   M .   K i s t l e r ,   a n d   R .   R a j a m o n y ,   " E n e r g y - E f f i c i e n t   S e r v e r   C l u s t e r s , "   W o r k s h o p   o n   P o w e r - A w a r e   C o m p u t e r   S y s t e m s ,   p p .   1 7 9 - 1 9 7 ,   I t a l y ,   2 0 0 3 .   [ 2 5 ]   A .   B e l o g l a z o v   a n d   R .   B u y y a ,   " E n e r g y   E f f i c i e n t   R e s o u r c e   M a n a g e m e n t   I n   V i r t u a l i z e d   C l o u d   D a t a   C e n t e r s , "   I E E E / A C M   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C l u s t e r ,   C l o u d   a n d   G r i d   C o m p u t i n g ,   p p .   8 2 6 - 8 3 1 ,   S y d n e y ,   2 0 1 0 .   [ 2 6 ]   Q .   T a n g ,   S .   G u p t a ,   a n d   G .   V a r s a m o p o u l o s ,   " T h e r m a l - A w a r e   T a s k   S c h e d u l i n g   F o r   D a t a   C e n t e r s   T h r o u g h   M i n i m i z i n g   H e a t   R e c i r c u l a t i o n , "   I E E E   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C l u s t e r   C o m p u t i n g ,   p p .   1 2 9 - 1 3 8 ,   U S A ,   2 0 0 7 .   [ 2 7 ]   Q .   T a n g ,   S .   K .   S .   G u p t a ,   a n d   G .   V a r s a m o p o u l o s ,   " E n e r g y - E f f i c i e n t   T h e r m a l a w a r e   T a s k   S c h e d u l i n g   F o r   H o m o g e n e o u s   H i g h - P e r f o r m a n c e   C o m p u t i n g   D a t a   C e n t e r s :   A   C y b e r - P h y s i c a l   A p p r o a c h , "   P a r a l l e l   a n d   D i s t r i b u t e d   S y s t e m s ,   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n ,   v o l .   1 9 ,   p p .   1 4 5 8 - 1 4 7 2 ,   2 0 0 8 .   [ 2 8 ]   S .   B a n e r j e e ,   M .   A d h i k a r i ,   a n d   U .   B i s w a s ,   D e v e l o p m e n t   o f   a   S m a r t   J o b   A l l o c a t i o n   M o d e l   f o r   A   C l o u d   S e r v i c e   P r o v i d e r ,   i n   B u s i n e s s   a n d   I n f o r m a t i o n   M a n a g e m e n t   ( I C B I M ) ,   2 0 1 4   2 n d   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e ,   p p .   1 1 4 1 1 9 ,   2 0 1 4 .   [ 2 9 ]   F .   C h a n g ,   R .   V i s w a n a t h a n ,   a n d   T .   L .   W o o d ,   P l a c e m e n t   i n   C l o u d s   f o r   A p p l i c a t i o n - L e v e l   L a t e n c y   R e q u i r e m e n t s ,   i n   C l o u d   C o m p u t i n g   ( C L O U D ) ,   2 0 1 2   I E E E   5 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e ,   p p .   3 2 7 3 3 5 ,   2 0 1 2 .   [ 3 0 ]   A .   M .   A l a k e e l ,   A   G u i d e   t o   D y n a m i c   L o a d   B a l a n c i n g   i n   D i s t r i b u t e d   C o m p u t e r   S y s t e m s ,   I n t .   J .   C o m p u t .   S c i .   I n f .   S e c u r . ,   v o l .   1 0 ,   n o .   6 ,   p p .   1 5 3 1 6 0 ,   2 0 1 0 .   [ 3 1 ]   S .   Y a n ,   X .   W a n g ,   M .   R a z o ,   M .   T a c c a ,   a n d   A .   F u m a g a l l i ,   D a t a   C e n t e r   S e l e c t i o n :   A   P r o b a b i l i t y   B a s e d   A p p r o a c h ,   T r a n s p a r e n t   O p t i c a l   N e t w o r k s   ( I C T O N ) ,   2 0 1 4   1 6 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n .   p p .   1 5 ,   2 0 1 4 .   [ 3 2 ]   H .   W a n g   a n d   K .   B e r g m a n ,   O p t i c a l l y   I n t e r c o n n e c t e d   D a t a   C e n t e r   A r c h i t e c t u r e   F o r   B a n d w i d t h   I n t e n s i v e   E n e r g y   E f f i c i e n t   N e t w o r k i n g ,   T r a n s p a r e n t   O p t i c a l   N e t w o r k s   ( I C T O N ) ,   2 0 1 2   1 4 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n .   p p .   1 4 ,   2 0 1 2 .   [ 3 3 ]   A .   B e l o g l a z o v   a n d   R .   B u y y a ,   E n e r g y   E f f i c i e n t   R e s o u r c e   M a n a g e m e n t   i n   V i r t u a l i z e d   C l o u d   D a t a   C e n t e r s ,   C l u s t e r ,   C l o u d   a n d   G r i d   C o m p u t i n g   ( C C G r i d ) ,   2 0 1 0   1 0 t h   I E E E / A C M   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n .   p p .   8 2 6 8 3 1 ,   2 0 1 0 .   [ 3 4 ]   T .   K .   G h o s h ,   R .   G o s w a m i ,   S .   B e r a ,   a n d   S .   B a r m a n ,   L o a d   B a l a n c e d   S t a t i c   G r i d   S c h e d u l i n g   U s i n g   M a x - M i n   H e u r i s t i c ,   i n   P a r a l l e l   D i s t r i b u t e d   a n d   G r i d   C o m p u t i n g   ( P D G C ) ,   2 0 1 2   2 n d   I E E E   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n ,   2 0 1 2 ,   p p .   4 1 9 4 2 3 .   [ 3 5 ]   R .   U r g a o n k a r ,   U .   C .   K o z a t ,   K .   I g a r a s h i ,   a n d   M .   J .   N e e l y ,   D y n a m i c   R e s o u r c e   A l l o c a t i o n   A n d   P o w e r   M a n a g e m e n t   I n   V i r t u a l i z e d   D a t a   C e n t e r s ,   N e t w .   O p e r .   M a n a g .   S y m p .   N O M S   2 0 1 0   I E E E ,   n o .   V m ,   p p .   4 7 9 4 8 6 ,   2 0 1 0 .   [ 3 6 ]   J .   A d h i k a r i   a n d   S .   P a t i l ,   D o u b l e   T h r e s h o l d   E n e r g y   A w a r e   L o a d   B a l a n c i n g   I n   C l o u d   C o m p u t i n g ,   i n   C o m p u t i n g ,   C o m m u n i c a t i o n s   a n d   N e t w o r k i n g   T e c h n o l o g i e s   ( I C C C N T ) ,   2 0 1 3   F o u r t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e ,   p p . 1 6 ,   2 0 1 3 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.