17254

17254

طراحي و پياده‌سازي يك سازوكار زمان‌بندي ماشين‌هاي مجازي براي بارهاي كاري ورودي/خروجي در محيط‌هاي محاسبات ابري

كارشناسي ارشد

نرم‌افزار

اسفندماه 1395

دكتر محسن شريفي

كامپيوتر

محيط­هاي محاسبات ابري با برخورداري از ويژگي‌هايي نظير قابليت كشساني در تخصيص و رها نمودن منابع مختلف مورد استفاده به صورت آني و به محض تقاضا، انعطاف، پويايي، مقياس‌پذيري، بهره‌وري قابل توجه منابع، چند مستاجري و همچنين امكان‌پذير ساختن استفاده از خدمات محاسباتي در سه سطح نرم‌‌افزار، بستر و زيرساخت به عنوان خدمت، توجه بسياري را به خود جلب نموده و امروزه به عنوان يكي از مطرح‌ترين و پركاربردترين محيط‌هاي محاسباتي به شمار مي‌رود. مهم‌ترين و اصلي‌ترين فن‌آوري كه وجود محيط‌هاي محاسبات ابري را امكان‌پذير مي‌سازد، مجازي‌سازي است. نرم‌افزار مجازي‌ساز، يك ماشين محاسباتي فيزيكي را به چندين ماشين مجازي تبديل مي‌كند. هر يك از اين ماشين‌هاي مجازي به سهولت قابل استفاده است و مي‌تواند عمليات محاسباتي جداگانه‌اي را انجام دهد. با بهره‌گيري از فن‌آوري مجازي‌سازي، منابع محاسباتي بيكار به صورت بسيار موثرتري مورد استفاده قرار گرفته و ميزان بهره‌وري زيرساخت به ميزان قابل توجهي افزايش مي‌يابد. سازوكارهاي زمان‌بندي ماشين‌هاي مجازي مختلفي در محيط‌هاي محاسبات ابري و با هدف تخصيص مناسب ماشين‌هاي مجازي به ماشين‌هاي فيزيكي پيشنهاد شده‌اند. در تمامي اين سازوكارها موضوع تخصيص مناسب منابع و ضمن آن كاهش هزينه‌ها و افزايش و تضمين كيفيت خدمات در اين محيط‌ها مورد توجه بوده است و در هر كدام از رهيافتي متفاوت جهت دستيابي به اين هدف، استفاده شده است. با اين وجود، در كمتر سازوكاري توجه ويژه‌اي به كاربردهايي شده است كه ضمن بارهاي كاري ورودي/خروجي، بارهاي كاري پردازنده-محور نيز دارند. اين در حالي است كه اين نوع كاربردهاي تركيبي از دو نوع بار كاري، سهم قابل توجهي را در محيط‌هاي محاسبات ابري دارند. از اين رو، در اين پايان‌نامه يك سازوكار زمان‌بندي جديد ارائه مي‌شود كه در آن توجه عمده‌اي به كاربردهاي داراي باركاري تركيبي شده و هدف آن كاهش زمان پاسخ است. پياده‌سازي سازوكار جايابي پيشنهادي در اين پايان‌نامه، به واحد زمان‌بند پروژه Nova كه مسئوليت مديريت منابع محاسباتي در بستر OpenStack را بر عهده دارد، محدود شده و با توجه به نتايج آزمايش‌ها و ارزيابي‌ها بر روي ابر خصوصي مستقر با استفاده از بستر OpenStack و ابرناظر Xen، توانايي سازوكار پيشنهادي در كاهش زمان پاسخ ماشين‌هاي مجازي با بارهاي كاري تركيبي تائيد شده است.

1396/02/23

1/1/1900 12:00:00 AM

Nowadays, cloud computing environment has attracted a lot of attention due to its characteristics such as elasticity in resource allocation and management, flexibility, dynamism, scalability, and multitenancy. Users of cloud computing environments can use computing services in three service models named IaaS, PaaS, and SaaS. Various virtual machine scheduling and placement mechanisms have been introduced by researchers to resource efficiency enhancement, cost reduction, QoS assurance, energy consumption reduction, etc. Combinatorial workloads which contains a combination of both I/O and CPU intensive workloads, have a significant presence in the cloud computing environments. Nevertheless, a few studies have been conducted to measure impact of combinatorial workloads on response time and little efforts have been done to reduce response time by using workload-aware virtual machine placement mechanisms. In this research, a new workload-aware virtual machine scheduling and placement mechanism has been introduced, which aims to reduce response time of virtual machines with combinatorial workloads. Implementation of the proposed virtual machine placement mechanism is confined to the scheduler part of Nova (the part of OpenStack that manages compute resources). Through the experiments on a multi-node private cloud deployed using OpenStack cloud platform and Xen hypervisor, the proposed virtual machine placement mechanism has been shown to reduce the response time of virtual machines with combinatorial workloads.