عنوان پایان‌نامه
مدیریت پردازش ابر در زیر ساخت بعنوان سرویس
- رشته تحصیلی
- مهندسی کامپیوتر -نرم افزار
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2998;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76344;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2998;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76344
- تاریخ دفاع
- ۱۷ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- هادی خانی
- استاد راهنما
- ناصر یزدانی, سیامک محمدی
- چکیده
- ارایه کننده رایانش ابری در سطح زیر ساخت، ماشین‌های مجازی مشتریان را بر روی ماشین‌های فیزیکی خود اجرا می‌کند. جایابی (یا نگاشت) ماشین‌های مجازی بر روی ماشین‌های فیزیکی مهمترین مساله مدیریت منابع در این سطح است. ارایه‌کننده باید تعادلی بین بهره‌وری وکیفیت سرویس ایجاد کند. جایابی در این سطح با توجه به ویژگی‌های ذاتی رایانش ابری از قبیل مقیاس بزرگ، کشسانی منابع، سلف‌سرویس بنابه تقاضا و ناهمگونی منابع، نیازمندی‌های خاصی دارد که عبارتند از: چالاکی، مقیاس‌پذیری و ناهمگونی. با توجه به این نیازمندی‌ها این رساله سعی می‌کند مکانیسم‌هایی توزیع‌شده برای مساله جایابی پیشنهاد داده و درستی عملکرد آنها را با تحلیل ریاضی نشان دهد. در ابتدا مسیریابی را پیشنهاد داده‌ایم که ماشین‌های مجازی ورودی را به ماشین فیزیکی مناسب هدایت می‌کند. با تحلیل ریاضی نشان داده‌ایم که این مسیریاب با کمترین اطلاعات در مورد ماشین‌های مجازی کار خود را به خوبی انجام می‌دهد. بعد از گذشت مدتی از اجرای ماشین‌های مجازی، اطلاعات ما درباره آنها بیشتر شده و می‌توانیم جایابی آغازین را بروزرسانی کنیم. مساله بروزرسانی جایابی گام به گام تحلیل شده است. در گام اول، تنها به هدف افزایش بهره‌وری توجه شده (یک‌کاسه‌کردن) و فرض شده است که ماشین‌های فیزیکی همگون هستند. این فرض غیرواقعی در گام دوم حذف شده و مساله یک‌کاسه‌کردن برای مراکز داده ناهمگون حل می‌شود. در گام سوم قید کیفیت سرویس اضافه شده و مساله بارترازی نامیده می‌شود. در هر گام، یک مکانیسم توزیع شده پیشنهاد کرده و همگرایی، سرعت همگرایی و کیفیت جواب نهایی آنها را با نظریه بازی تحلیل کرده‌ایم. علاوه بر این در محیط شبیه‌ساز کلودسیم، مکانیسم‌های توزیع‌شده پیشنهادی را با چند مکانیسم متمرکز معروف مقایسه کرده‌ایم. نتایج شبیه‌سازی یافته‌های تحلیلی را تایید می‌کند و نشان می‌دهد که مکانیسم‌های ما با دیگران قابل رقابت هستند. ضمن اینکه آنها از نظر چالاکی، مقیاس‌پذیری و ناهمگونی وضعیت بهتری دارند. در پایان با انجام آزمایش‌های عملی، تزاحم بین منابع مختلف یا اثر جفت‌شدگی را بررسی کرده و مدلی برای پیش‌بینی آن پیشنهاد کرده‌ایم. این مدل می‌تواند در بروزرسانی جایابی کمک کند. کلمات کلیدی: رایانش ابری، سرویس در سطح زیر ساخت، مجازی‌سازی، نظریه بازی، مدیریت منابع، جایابی
- Abstract
- In Infrastructure as a Service cloud computing, Cloud provider run the virtual machines of customers on his physical machines. The placement (mapping) of virtual machines on physical machines is the focal problem in Infrastructure as a Service resource management. The provider should bridge between resource utilization and quality of service. Due to essential characteristics of cloud computing (on-demand self-service, rapid elasticity and large scale), this task is not trivial. This thesis presents scalable, agile and heterogeneous mechanisms for the placement problem in cloud computing. The mechanisms are validated not only by simulation but also by concrete mathematical analysis. Once a new virtual machine arrives, provider must assign it to a proper physical machine. In other words, provider prepares initial placement. This thesis presents a randomized router for initial placement. The provided initial placement is optimal under limited assumptions about the behavior of virtual machines. When virtual machines run in data center for a while, our knowledge of virtual machines is increased. The placement should be updated in order to consolidate workload to fewer physical machines and reduce the number of active physical machines. The consolidation problem is considered for homogenous and heterogeneous data center. By adding the quality of service constraint to placement problem, it is called load balancing. This thesis presents distributed mechanism for these three forms of placement problem. The game theory is used to analyze presented mechanisms. The simulation in CloudSim supports the analytical findings. Hyper-converged boxes are becoming a widely-used type of equipment in modern cloud computing data centers. In these boxes, there exists the contention among heterogeneous resource demands, denoted as ‘coupling effects’. This thesis performs some experiments to quantify the effect of ‘coupling effects’ on the overall performance. Keywords: Cloud Computing, Infrastructure as a Service, Virtualization, Game theory, Resource Management, Placement.
