close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Оптимизация размещения облачных серверов в центрах обработки данных.

код для вставкиСкачать
СВЯЗЬ
ОПТИМИЗАЦИЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ОБЛАЧНЫХ СЕРВЕРОВ
В ЦЕНТРАХ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ
Ворожцов Анатолий Сергеевич,
к.т.н., доцент, доцент кафедры ИС МТУСИ, Москва, Россия,
as.vorojcov@mail.ru
Тутова Наталья Владимировна,
к.т.н., доцент кафедры ИС МТУСИ, Москва, Россия,
e-natasha@mail.ru
Тутов Андрей Владимирович,
аспирант МТУСИ, Москва, Россия,
andrew_vidnoe@mail.ru
Ключевые слова: оптимальное размещение серверов,
облачные вычисления, управление ресурсами, размещение
виртуальных машин, многокритериальная оптимизация.
Oбъяснена актуальность оптимизации размещения облачных серверов в центрах
обработки данных, обусловленная значительным и все возрастающим числом виртуальных машин, необходимостью оплаты только за используемые ресурсы, а также требованиями облачных сервисов. Сущность размещения облачных серверов
состоит в процессе их оптимального закрепления за физическими машинами. Предложена содержательная постановка задачи оптимального размещения облачных
серверов по таким критериям, как минимум энергопотребления, неиспользованных
ресурсов, неравномерности тепловыделения и нарушений SLA-соглашений. Разработана математическая модель задачи, которая в отличие от известных, впервые
учитывает требования облачных сервисов, таких как горизонтальное и вертикальное масштабирование. Данная задача отнесена к классу многокритериальных задач
большой размерности. Приведен анализ критериев, используемых в задачах оптимизации ресурсов центров обработки данных, который позволил выделить группу
попарно противоречивых критериев, имеющих различные размерности, большой
диапазон изменения и по характеру относящихся к непрерывным нелинейным
функциям. При выборе метода решения задачи сделан вывод, что чаще всего использовались методы формирования обобщенного критерия, имеющие ряд недостатков, которые не позволяют в полной мере учесть требования облачных сервисов и характер используемых критериальных функций. Предложен подход с использованием таких методов, как метод последовательных уступок и метод ограничений, и их комбинация, которая позволяет получить Парето-оптимальное решение
за приемлемое время переключения физических серверов. Показано на основании
результатов вычислительных экспериментов, что алгоритм предложенного метода
позволяет достичь оптимального баланса между множеством противоречивых критериев. Полученные в работе результаты послужат основой для разработки программного обеспечения и панели управления вычислительными ресурсами облачных центров обработки данных.
Для цитирования:
Ворожцов А.С., Тутова Н.В., Тутов А.В. Оптимизация размещения облачных серверов в центрах обработки данных // T-Comm:
Телекоммуникации и транспорт. – 2015. – Том 9. – №6. – С. 4-8.
For citation:
Vorozhtsov A.S., Tutova N.V., Tutov A.V. Optimal cloud servers placement in data centers. T-Comm. 2015. Vol 9. No.6, pр. 4-8. (in Russian).
4
T-Comm Tом 9. #6-2015
СВЯЗЬ
T-Comm Vol.9. #6-2015
5
СВЯЗЬ
6
T-Comm Tом 9. #6-2015
СВЯЗЬ
T-Comm Vol.9. #6-2015
7
COMMUNICATIONS
OPTIMAL CLOUD SERVERS PLACEMENT IN DATA CENTERS
Anatoliy Vorozhtsov, Natalya Tutova, Andrew Tutov, Moscow, Russia
Abstract
The problem of optimal cloud servers placement in data centers remains to be effectively addressed due to the significant and growing number of virtual machines, the need to pay only for the resources used, as well as the requirements of cloud services. In this paper the meaningful statement and mathematical model of optimal cloud servers
placement problem with multiple criteria are formulated. In contrast to the known models, this allows to take into
account the requirements of cloud services, such as horizontal and vertical scaling. This problem is assigned to the
class of high-dimensional multicriteria problems. The analysis of the criteria used allowed to detect a group of mutually contradictory criteria which are continuous nonlinear functions with different dimensionality and a large range of
variation. The most frequently used method of solution of such problems is a generalized criterion which has a number of drawbacks that not allow fully to take into account the requirements of cloud services and the nature of criterion functions. Proposed approach using such methods as successive concessions, the method of constraints and their
combination, provides a Pareto-optimal solution in a reasonable time related to the switching of physical servers. The
results of computational experiments show that the proposed algorithm allows to achieve an optimal balance between
many conflicting criteria such as quality of service, the use of resources, power consumption and thermal dissipation.
The obtained results will serve as the basis for the software development of the control panel of cloud computing
resources in data centers.
Keywords: Optimal Server Placement, Cloud Computing, Resource Management, Virtual Machine Placement;
Multi-objective Optimization.
References
1. Speitkamp B., Bichler M., A mathematical programming approach for server consolidation problems in virtualized data centers,
IEEE Trans. Services Comput, 2010 pp. 266-278.
2. Chaisiri S., Lee B., Niyato D., Optimal virtual machine placement across multiple cloud providers, in: Proceedings of the IEEE
Asia-Paci?c Services Computing Conference, 2009, pp. 103-110.
3. Verma, P. Ahuja, A. Neogi, pMapper: power and migration cost aware application placement in virtualized systems, in:
Proceedings of the 9th ACM/IFIP/USENIX International Conference on Middleware, 2008, pp. 243-264.
4. Van H., Tran F., Menaud J., Performance and power management for cloud infrastructures, in: Proceedings of the IEEE
3rd International Conference on Cloud Computing, 2010, pp. 329-336.
5. Mi H., Wang H., Yin G., Zhou Y., Shi D., Yuan L., Online self-reconfiguration with performance guarantee for energy-ecient largescale cloud computing data centers, in: Proceedings of the IEEE International Conference on Services Computing, 2010,
pp. 514-521.
6. Vorozhtsov A.S., Tutova N.V. The algorithm of optimal resource allocation of data centers in the Internet, T-Comm, V. II, 2009,
pp. 144-146. [in Russian]
7. Tutova N.V., Vorozhtsov A.S. The certificate of state registration of computer programs No. 2009610173 (Russia). "The program
for solving linear multicriteria optimization problems using a modified method of successive concessions". Copyright owner MTUCI.
Registered in the Register of computer programs 11 January 2009.
Information about authors:
Anatoliy Vorozhtsov, Moscow Technical University of Communications and Informatics, associate professor, as.vorojcov@mail.ru
Natalya Tutova, Moscow Technical University of Communications and Informatics, associate professor, e-natasha@mail.ru
Andrew Tutov, Moscow Technical University of Communications and Informatics, postgraduate student, andrew_vidnoe@mail.ru
8
T-Comm Tом 9. #6-2015
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
15
Размер файла
1 160 Кб
Теги
размещения, данных, оптимизация, серверов, облачные, обработка, центра
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа