Cá ơ hế ân bằng giữa hất lượng dịh vụ và tiết kiệm năng lượng trong môi trường tính toán đám mây

Generally, all the resources of a data center always-on, regardless of the actual aretime-varying traffic requirements, and this may result in lower resource utilization and additional ne

MỤC LỤC L DANH MC CÁC T VIT TT VÀ THUT NG DANH MC BNG BIU DANH MC HÌNH V LU 10 TÓM TT LU 12 ABSTRACT 13 GII THI TÀI 14  LÝ THUYT TNG QUAN 15 1.1 Tng quan v trung tâm d liu 15 1.1.1 Mơ hình trung tâm d liu 15 1.1.2 Mô hình trung tâm d liu xanh 18 ng mng trung tâm d liu .22 1.2.1 m chung cng trung tâm d liu 22 1.3 Chng dch v (QoS) trung tâm d liu 24 1.3.1 Khái nim chng dch v .24 1.3.2 Các tham s  24 1.4 Kt lu 24  CÔNG NGH OPENFLOW VÀ CÁC CÔNG C THC HIN 25 2.1 Công ngh Openflow loi OpenFlow Switch 25 2.1.1 Công ngh OpenFlow 25 2.1.2 Các ng dng ca công ngh Openflow .27 1708094052809f6bc6fbe-50e6-46b4-a44a-ef47e24a7ad9 1708094052809a97182e2-dc22-4a8b-8ef0-03c28a4c2c79 170809405280958c1681a-1c97-4fe8-afbe-2b25751fc432 2.2 NOX- B u khin OpenFlow [7] .28 2.3 Mininet - Công c gi lp mng(Network emulator) 30 2.4 Công c ng D-ITG 31 2.5 Kt lu 32  TRING TH NGHIM 33 3.1 Mơ hình h thng 33 3.2 Môi ng th nghim 1: Mng trung tâm d liu xây dng t công c gi lp mng t bên th ba 35 ng th nghim : Mng trung tâm d liu xây dng t công c tác gi t phát trin 40 3.4 B ng 43 3.5 B T 45 3.6 Kt lu 47  XÂY DNG KHI T 48 4.1 Ch tn khai .48 c hin b t 49 4.2.1 Các thut toán t 49 4.2.2 Qui giá tr ng liên kt 59 4.2.3 Thut toán Link State Adaptive 60 t qu sau thc hin t 63 4.4 Kt lun 67  T QU NG PHÁT TRI 68 t qu c t ng th nghim th nht 68 5.1.1 Mơ hình Fattree k = 69 5.1.2 Mơ hình Fattree k = 75 t qu c t ng th nghim th hai .79 nh lý so sánh hai thut toán TAH RA-TAH 82 ng phát tri 89 KT LUN 90 TÀI LIU THAM KHO 91 LỜI CAM ĐOAN c s K thut nghiên ci s ng dn khoa hc ca PGS.TS Phm Minh Hà PGS.TS Nguyn Hu Thanh Các kt qu nghiên cu tham kho t ngun tài li khoa hc trích d Nu có v sai phm v bn quyn tơi xin chu hồn tồn trách nhim vi ng DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ Từ viết tắt Thuật ngữ tiếng anh Ý nghĩa Agg Aggregation Tích hp API Application Programming Interface Giao din lp trình ng dng CDF Cumulative Distribution Function Hàm phân ph Core Lõi Cooling H thng làm mát Distributed Internet Traffic Generator B ng Internet phân D-ITG tán IETF LSA Data center Trung tâm d liu Edge Biên Fat-Tree Mơ hình béo Fat-tree Formal Model Tên mt thut toán t Hierarchical Load Balancing Cân bng ti phân cp Internet Engineering Task Force T chc chun hóa m v Intenet Link ng liên kt Link State Adaptive Thích ng trng liên kt Lognormal Mt dng phân b mng trung tâm d liu MAC Media Access Control u khin truy nhng truyn OpenFlow Mt công ngh mng m mi, cho phép trin khai thit b mng Optimizer B t Power control u khin công sut QoS Quality of Service Chng dch v RA-TAH Rate Adaptive - Topology Aware Nhn th hình thích ng Heuristic ng Là s kt hp thut toán Topology-Aware Heuristic (TAH) thut toán Link State Adaptive (LSA) SSL Sercure Sockets Layer Lp socket bo mt TAH Topology aware Heuristic Heuristic nhn th hình Testbed Môi ng th nghim Traffic generator B ng Virtual Machines Máy o VMs DANH MỤC BẢNG BIỂU Bng 1.1: Phân b tin loi trung tâm d liu 23 Bn ca D-ITG 32 Bm ca trung tâm d liu va nh 43 Bng 4.1: Công sut tiêu th ca switch [20] 64 Bng 4.2: Các gi thing tiêu th 65 Bng 5.1: cu hình chy mơ ph 69 Bng 5.2: Cho thy PLR trung bình ca h thng vi mc d i vi tng 74 Bng 5.3: S ng thit b mi 81 Bng 5.4: Bng so sánh phng tit king thut ng thut toán LSA .82 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Kin trúc tn hình ca mng trung tâm d liu 16 Hình 1.2: Kia mng trung tâm d liu 17 ng CO2 t thành phn ICT[4] 18 Hình 1.4: Các thành phn tiêu th ng trung tâm d liu[4] 19 Hình 1.5: Kin trúc Fat-Tree cho mng trung tâm d liu vi toàn b link 1G 21 Hình 2.1: OpenFlow switch[6] 26 Hình 2.2: Mng OpenFlow switch vi b u khin mng NOX [7] 29  khi mơ hình Elastic Tree 33 Hình 3.2: Mơ hình xây dng th nghim 35 Hình 3.3: Kin trúc vt lý thc t cng th nghim [1] .38 Hình 3.4: Kin trúc mng trung tâm d ling th nghim 39  thc hic gi s dng mng m tit kim ng 41  thut toán x lí modul tính tốn kho sát mi liên h gi s dng mng m tit king 42 Hình 3.7: Near Traffic  ng ch chy qua switch biên .44 Hình 3.8: Middle Traffic- ng ch chy pod .44 Hình 3.9: Far Traffic- ng chy qua gia pod vi 45 Hình 3.10: Bi th hin thi gian tính tốn t hình ca thut tốn [1] 47 Hình 4.1: Hình v mơ t gii pháp tit king trung tâm d liu 49 ng ví d 57  hình ti vng ví d 58 ng ví d 58  hình ti vng ví d 59  mi quan h gia b t nh tuyn, b u khin công sut .61  khi b t 62  th hin thành phn Link State Adaptive 63 Hình 5.1: Giao din h thng gi lp trung tâm d liu 68 Hình 5.2: Mơ hình Fat-tree vi h s ng K = 70 Hình 5.3: Mc cơng sut tiêu th phát near traffic (k=4) .70 Hình 5.4: Mc cơng sut tiêu th phát middle traffic (k=4) 71 Hình 5.5: Mc công sut tiêu th phát far traffic (k=4) 72 Hình 5.6: Mc công sut tiêu th phát mix traffic (k=4) 72 Hình 5.7: Mi quan h gia công sut tiêu th cng hp near traffic, middle traffic, far traffic mix traffic (k=4) 73 Hình 5.8: PLR trung bình ca h thng vi mc d i vi tng ng ( Fat-tree K =4 ) 74 Hình 5.9: Mơ hình Fat-tree vi h s  75 Hình 5.10: Mc công sut tiêu th phát near traffic (k=8) 75 Hình 5.11: Mc cơng sut tiêu th phát middle traffic (k=8) 76 Hình 5.12: Mc cơng sut tiêu th phát far traffic (k=8) 77 Hình 5.13: Mc cơng sut tiêu th phát mix traffic (k=8) 77 Hình 5.14: Mi quan h gia cơng sut tiêu th cng hp near traffic, middle traffic, far traffic mix traffic (k=8) 78 Hình 5.15: Mơ t ma ph s dng mng pht king vi mơ hình Fat-tree K = 79 Hình 5.16: Mơ t ma ph s dng mng pht king vi mơ hình Fat-tree K = 80 Hình 5.17: Mô t ma ph s dng mng pht king vi mơ hình Fat-tree K = 60 80 Hình 5.18: Phng tit kim dùng thut toán RA-TAH TAH ng hp MST 84 Hình 5.19: Phng tit kim dùng thut tốn RA-TAH TAH ng hpmơ hình fully meshed 88  tr dùng RA-TAH full Fat-Tree topology (mix traffic) 89 LỜI NÓI ĐẦU Cùng vi s bùng n ca ng dng công ngh thông tin nn Internet s i ca công ngh       c nhu c  ng thông tin khng l    thng trung tâm d li phi m ri mi c v c Có th dn chng ti trì hàng chc trung tâm d liu phân b khp th gii v      mt h qu tt y  ng tiêu th trung tâm d li   chóng mt.Vic ging tiêu th trung tâm d liu s mang li li ích cho ci dùng vi chi phí dch v gim, khơng nhng th gim ng tiêu th cịn mang li ích to lng vi tác dng ging khí thi CO2 Nhiu gi ci thin hiu qu hong ca thit b nhm tit king tiêu th thit b ng thc hin xut phát t thc t tt c thit b mng phi ch sng nhu cu ng mng trung tâm d lii liên tc theo thi gian hu ht th  ng thc t th  t nhiu so vi mc ng ln  lãng phí Khai thác tính cht này, tác gi thy rng tiêu th trung tâm d liu có th c tit ki u chnh s ng thit b mi mc t ng liên kt theo nhu c  ng Tuy       ng tiêu th ca m     tin c                  packet loss, delay, ji Sau mt thi gian mit mài nghiên cu, tác gi  tài: “Các chế cân chất lƣợng dịch vụ tiết kiệm lƣợng mơi trƣờng tính tốn đám mây” Ni dung c  có th va tng tiêu th mng, vm bc chng dch v T c hin trin khai kim th mơ hình h thng trung tâm d li i pháp t có th áp dng vào thc tin 10