مقاله تخصیص داده در سیستم های رایانش ابری

مقاله تخصیص داده در سیستم های رایانش ابری (مقاله رشته مهندسی کامپیوتر و آی تی) در قالب ورد و قابل ویرایش و در ۶۱ صفحه گرد آوری شده است. در زیر به مختصری از عناوین و چکیده آنچه شما در این فایل دریافت می کنید اشاره شده است.

مقدمه سیستم های رایانش ابری
از آنجایی که رایانش ابری یک الگوی نسبتاً جدیدی می باشد، هنوز با چالش های بسیاری روبرو است. یکی از چالش های مهمی که ارائه دهندگان سرویس های ابری با آن مواجه هستند مدیریت مناسب منابع فیزیکی میزبانی شده توسط زیرساخت های فیزیکی می باشد.
به نظر می رسد که جایگذاری اولیه جریان های کاری که در آن به هر ماشین مجازی (VM) سهم اولیه ای از منابع داده می شود، با ماهیت پویای جریان های کاری محیط های ابری که هر لحظه ممکن است حجم تقاضای آنها با کاهش و یا افزایش روبرو شود سازگار نباشد.
بنابراین نقاط مهمی در مراکز داده به وجود می آید که منابع مورد نیاز ماشین های مجازی از ظرفیت مرکز داده ای که روی آنها میزبانی می شوند بیشتر می شود. بنابراین در مقایسه بزرگ این منابع نیاز به مدیریت خودکار دارند تا بتوانند به مشکلات این نقاط رسیدگی نمایند.
یکی از مهمترین وظایف فراهم کنندگان سرویس های ابری مدیریت منابع است. مصرف کنندگان ابر درخواست سرویس را از هر جایی از جهان به ابر بدست آوردند کارایی بالاترین ها نگرانی در هنگام تخصصین منابع بود.

تخصیص منابع رایانش ابری
بدون اینکه هزینه های در حال افزایش انرژی درنظر گرفته شود:
۱- مصرف انرژی در محیط های ابری از دو دیدگاه مورد بررسی قرار می گیرد، دیدگاه اول مدیریت استاتیک توان، که بیشتر مربوطه به تجهیزات سخت افزاری می باشد و خارج از موضوع کار ما است و دیدگاه دوم مدیرییت پویای مصرف انرژی می باشد که موضوع اصلی بحث ما است.
۲- فرایند جمع آوری سرویس های در حال اجرا از روی چندین ماشین فیزیکی و اجرای آنها روی تعداد کمتری منبع به طوری که سطح عملکرد خواسته شده از طرف کاربر نقض نشود عمل یکپارچگی نامیده می شود.

و اجازه می دهد ارائه دهندگان سرویس تا حد ممکن از تعداد کمتری منبع فیزیکی برای کاربرانشان استفاده نمایند، در نتیجه کمتر شدن مصرف انرژی، هزینه کلی ارائه سرویس نیاز کاهش خواهد یافت. یکپارچگی اگر درست انجام نگیرد می تواند موجب افت عملکرد شود.
اگر منابع مورد نیاز تهیه نگردد با افزایش زمان پاسخ روبرو می شویم که این مسئله خود می تواند منجر به خطا ونقص قرارداد با کاربر گردد. یکپارچگی منابع می تواند در چهار مرحله شرح داده شود: نظرات، برآورده، سازماندهی مجدد و راه اندازی.
مرحله اول، نظارت بر منابعی است که به وسیله ماشین های مجازی استفاده می شود. در فاز برآورد، با توجه به داده های جمع آوری شده در مرحله نظارت، نیاز ماشین های مجازی در هر لحظه ناشناخته می شود و اگر ماشینی نتواند منبع مورد نیاز خود را بدست آورد و یا میزان بهره وری آن از حد مورد نیاز تجاوز کند، مشخص می گردد و یا ماشین فیزیکی که دچار کمبود منابع ( مثل پردازنده، حافظه، پهنای باند…)
برای سرویس دادن به ماشین های مجازی تحت میزبانی خود شود شناخته می گردد. بناباین دراین مرحله میزبان کانونی که همان ماشینی است که از حد آستانه گذشته یا پیدا می شود.
هدف انتقال ماشین های مجازی از این میزبان به دیگری با استفاده مهاجرت زنده گام مها می باشد به طوری که قرارداد نیازهای کاربری نقص نگردیده.
۲- این نوع از مهاجرت این امکان را می دهد که بعد از مهاجرت سیستم بوده شروع از ابتدا ازهمان جا که سیستم دچار وقفه شده کارش را از سر بگیرد.
نشان داده شده که زمان از کار افتادگی سیستم به دلیل این نوع مهاجرت بسیار کم می باشد ( یعنی ۶۰ میلیون ثانیه ) به همین دلیل افت عملکرد چندانی مشاهده نمی شود.
۳- سازماندهی مجدد مراحلی است که در آن ماشین های مجازی که انتخاب شده اند به میزبان جدیدی برای ادامه اجرای خود نگاشت می شوند.

کارهای گذشته
در سال های اخیر کارهای بسیاری در رابطه با مسئله بهینه سازی تخصیص منابع در را راستای کاهش مصرف سوخت انجام گرفته است که با نمونه هایی از آن ها در اینجا اشاره می شود. به عنوان مثال مارتین بیچلر وگروهش با استفاده از روش برنامه ریزی خطی طرحی برای تخصیص ماشین های مجاز پیاده کرده اند.
آنها اگرچه از متغیرهای تصمیم گیری دودویی استفاده کردند اما روش آن ها فقط برای تخصیص منابع ایستا جوابگو بود و ماهیت پویای محیط ابری را پوشش نمی داد.
بابروف و همکارانش نیز با طبقه بندی جریان های کاری یک الگوریتم برای یکپارچگی ماشین های فیزیکی که به صورت دوره ای برای به حداقل رسانی ماشین های روشن ونقض SLA که همان سطح عملکرد قرار داده شده با کابر است، مورد استفاده قرار می گرفت ارائه کردند.
اسپیتکامپ و همکارانش یک فرمول خطی برای مسئله یکپارچگی پویای ماشین های مجازی ارائه کردند.
و نگاشت بعضی از ماشین های مجازی را به سرورهای به خصوصی که ویژگی های خاصی دارند منحصر کردند.
ضمناً برای تعداد مهاجرت ها نیز مقدار آستانه ای در نظر گرفتند که از آن حد تجاوز نکند. همچنین آن ها در فرمول سازی خود به معیار هزینه نیز توجه داشتند.
از جمله کارهای دیگری که در این زمینه انجام شده، تحقیقی است که ارائه شده است. آن ها دو نوع سطح عملکردSLA Hard و Soft SLA برای سرویس هایشان متصور شدند.
در نوع Hard اگر سرویسی که ارائه می شود دقیقاً در سطح درخواست شده در قرارداد نباشد آنگاه هیچ درآمدی به سرویس دهنده نمی رسد.
اما در نوع Soft مشتری ها می توانندسطوح عملکردی ضعیف تر را نیز تحمل کنند. اما درآمد بدست آمده طبق جدول قیمت گذاری با کاهش روبرو می شود.
آن ها برای حل مسئله تخصیص منبع علاوه بر عامل افزایش توان که در الگوریتم ارائه شدهدر نظر گرفته شده بود، متغییرسود را هم در نظر گرفتند یعنی در هر تخصیص ماشین مجازی به میزان سود حاصله نیز محاسبه شد.
سپس بهترین مکان با استفاده از تغییراتی که در الگوریتم پایه First Fit داده شد پیدا شد. درانتها به الگوریتم Power Aware Best Fit Decreasing اشاره می شود.
آن ها با مرتب سازی ماشین های مجازی به ترتیب نزولی و بر مبنای میزان بهره برداری از پردازنده، تخصیصی را برگزیدند که طی آن کم ترین افزایش توان به وقوع بپیوندد. که این روش طبق ارزیابی آن ها به استفاده بهینه از میزان مصرف انرژی و منابع در دسترس منجر شده است.

الگوریتم پیشنهاد شده
مسئله یکپارچگی ماشین های مجازی می تواند به (MDBPP) Multi Dimensioal Bin Paking Problem تبدیل گردد.

مسئله MDBPP عبارت است از:
انتخاب زیر مجموعه ای از اشیا با حجم و هزینه متفاوت که باید به حداقل ظرف ها با ظرفیت متفاوت نگاشته شوند به طوری که سرریز نکنند.
مسئله MDBPP هنوز جز مسائل NP- hard می باشد. ماشین های فیزیکی می توانند به عنوان ظروفی با ابعاد و……………

فهرست مطالب مقاله تخصیص داده در سیستم های رایانش ابری
مقدمه ۵
تخصیص منابع در رایانش ابری ۶
کارهای گذشته ۷
الگوریتم ها ۸
تقسیم زیر گروه ها ۱۱
شبیه سازی ۱۴
زمان بندی و تخصیص منابع در ابر ۱۵
استراتژی های مبتنی بر بازار و مزایده ۱۸
استراتژی ها ایستا ۱۹
استراتژی های پویا ۱۹
محاسبات ابری ۲۱
انواع ابرها ۲۴
زیر ساخت به عنوان سرویس ۲۶
چالش های محاسبات ابری ۲۷
اسکن پورت  ۲۹
امنیت ابر ۳۱
انواع تهدیدها ۳۲
مقایسه و ارزیابی تأثیر چالش های امنیتی ۳۸
رایانش ابری و صنعت بانکداری ۴۱
تکنولوژی ابر ۴۴
باورهای غلط در مورد رایانش ابری ۴۶
مجازی سازی همزمان با رایانش ابری ۴۹
چالش ها ۵۴
معماری های مجازی ۵۶
سرور ابری ۵۷
منابع ۶۲