đề xuất thuật toán dự báo thời gian di chuyển tác vụ nhằm nâng cao hiệu năng cân bằng tải trên điện toán đám mây

Trên quan điÇm chÃt l°ÿng dách vā [4] trên điËn toán đám mây, viËc quÁn lý tài nguyên trç thành mát công viËc phức t¿p từ góc nhìn kinh doanh căa nhà cung cÃp dách vā đám mây.. Wikipedia

Trang 1

-

NguyÅn Hoàng TÃn

ĐÀ XUÂT THUÀT TOÁN DĂ BÁO THâI GIAN DI CHUYÂN TÁC VĀ

NH¾M NÂNG CAO HIÆU NNG CÂN B¾NG TÀI

TRÊN ĐIÆN TOÁN ĐÁM MÂY

LUÀN VN TH¾C SỸ KỸ THUÀT

(Theo đßnh h°áng ứng dāng)

TP HCM – NM 2022

Trang 2

ĐÀ XUÂT THUÀT TOÁN DĂ BÁO THâI GIAN DI CHUYÂN TÁC VĀ

NH¾M NÂNG CAO HIÆU NNG CÂN B¾NG TÀI

TRÊN ĐIÆN TOÁN ĐÁM MÂY

CHUYÊN NGÀNH: HÊ THæNG THÔNG TIN

LUÀN VN TH¾C SỸ KỸ THUÀT

(Theo đßnh h°áng ứng dāng)

NG¯âI H¯àNG D¾N KHOA HàC: PGS.TS TRÄN CÔNG HÙNG

TP HCM – NM 2022

Trang 3

Tôi cam đoan rÇng luÃn vn: <Đề xuất thuật toán cân bằng tải trên điện toán đám mây thông qua hành vi người dùng cloud= là công trình nghiên cứu căa chính

tôi Tôi cam đoan các sç liËu, kÃt quÁ nêu trong luÃn vn là trung thăc và ch°a từng đ°ÿc ai công bç trong bÃt kỳ công trình nào khác

Không có sÁn ph¿m/nghiên cứu nào căa ng°åi khác đ°ÿc sÿ dāng trong luÃn vn này mà không đ°ÿc trích dÁn theo đúng quy đánh

TP Hé Chí Minh, ngày 25 tháng 01 nm 2022

Hác viên thăc hiÇn luÁn vn

Trang 4

Trong suçt quá trình hãc tÃp và nghiên cứu thăc hiËn luÃn vn, ngoài nß lăc căa bÁn thân, tôi đã nhÃn đ°ÿc să h°ãng dÁn nhiËt tình quý báu căa quý ThÅy Cô, cùng vãi să đáng viên và ăng há căa gia đình, b¿n bè và đéng nghiËp Vãi lòng kính trãng và biÃt ¢n sâu sÅc, tôi xin gÿi låi cÁm ¢n chân thành tãi: Ban Giám Đçc, Phòng đào t¿o sau đ¿i hãc và quý ThÅy Cô đã t¿o mãi điÅu kiËn thuÃn lÿi giúp tôi hoàn thành luÃn vn

Tôi xin chân thành cÁm ¢n ThÅy PGS.TS TrÅn Công Hùng, ng°åi thÅy kính yêu đã hÃt lòng giúp đỡ, h°ãng dÁn, đáng viên, t¿o điÅu kiËn cho tôi trong suçt quá trình thăc hiËn và hoàn thành luÃn vn

Tôi xin chân thành cÁm ¢n gia đình, b¿n bè, đéng nghiËp trong c¢ quan đã đáng viên, hß trÿ tôi trong lúc khó khn đÇ tôi có thÇ hãc tÃp và hoàn thành luÃn vn Mặc dù đã có nhiÅu cç gÅng, nß lăc, nh°ng do thåi gian và kinh nghiËm nghiên cứu khoa hãc còn h¿n chÃ nên không thÇ tránh khåi nhāng thiÃu sót Tôi rÃt mong nhÃn đ°ÿc să góp ý căa quý ThÅy Cô cùng b¿n bè đéng nghiËp đÇ kiÃn thức căa tôi ngày mát hoàn thiËn h¢n

Xin chân thành cÁm ¢n!

TP Hé Chí Minh, ngày 25 tháng 01 nm 2022

Hác viên thăc hiÇn luÁn vn

Trang 5

Hình 1.1 Mô hình điËn toán đám mây [1] 8

Hình 1.2 Cung cÃp tài nguyên đám mây [4] 12

Hình 1.3 Cân bÇng tÁi trong điËn toán đám mây [5] 13

Hình 1.4 KiÃn trúc căa điËn toán đám mây [7] 14

Hình 1.5 Mô hình Cân bÇng tÁi trong điËn toán đám mây [8] 15

Hình 3.1 Mô hình cân bÇng tÁi 27

Hình 3.2 S¢ đé ho¿t đáng căa thuÃt toán TLRegA 29

Hình 4.1 BiÇu đé thÇ hiËn hiËu quÁ căa thuÃt toán đÅ xuÃt so vãi các thuÃt toán Round Robin, ACO, GA, FCFS sÿ dāng 1 Datacenter 35

Hình 4.5 BiÇu đé thÇ hiËn so sánh thuÃt toán đÅ xuÃt vãi các thuÃt toán Round Robin, ACO, GA, FCFS sÿ dāng 75 máy Áo và các giá trá thay đëi căa Datacenter 39

Trang 6

BÁng 4.1 Thông sç cÃu hình Datacenter 33

BÁng 4.2 CÃu hình máy Áo 34

BÁng 4.3 CÃu hình thông sç các Request 34

BÁng 4.4 KÃt quÁ thăc nghiËm mô phång vãi 1 DC 35

Trang 8

LäI CAM ĐOAN i

CH¯¡NG 1: GIâI THIÊU TêNG QUAN VÄ HÊ THæNG CÂN BÆNG TÀI CĂA

1.2 Tëng quan vÅ cân bÇng tÁi trong điËn toán đám mây 14

CH¯¡NG 4: MÔ PHäNG CH¯¡NG TRÌNH VÀ ĐÁNH GIÁ KÂT QUÀ 32

Trang 9

3

Trang 10

PHÄN Mä ĐÄU

1 Tính cÃp thi¿t căa đÁ tài

Cuác cách m¿ng công nghiËp lÅn thứ t° [1] đ°ÿc cho là đã bÅt đÅu từ vài nm gÅn đây, tÃp trung chă yÃu vào sÁn xuÃt thông minh dăa trên các thành tău đát phá trong công nghË thông tin, công nghË sinh hãc và công nghË nano Đây là mát c¢ hái và cũng là mát thách thức đçi vãi ViËt Nam chúng ta C¢ hái đÇ chúng ta có thÇ đi tÅt đón đÅu, rút ngÅn khoÁng cách vãi các n°ãc phát triÇn Song là mát thách thức lãn vì tiÅm lăc ta có nh°ng ch°a có kinh nghiËm khai thác và phát huy hiËu quÁ tçi đa các nguén lăc này

Có thÇ thÃy thåi gian gÅn đây viËc ứng dāng Công nghË thông tin phāc vā phát triÇn Chính quyÅn điËn tÿ [2] h°ãng đÃn Chính quyÅn sç đang đ°ÿc Chính phă và nhiÅu đáa ph°¢ng quan tâm và °u tiên phát triÇn Từ đó, nhu cÅu vÅ triÇn khai ứng dāng, l°u trā dā liËu lãn và xÿ lý, khai thác thông tin ngày càng cao Vì vÃy, đÇ đáp ứng đ°ÿc các nhu cÅu nói trên thì có mát công nghË đã và đang đ°ÿc triÇn trong nhiÅu nm qua và vÁn sÁ là xu thÃ phát triÇn trong t°¢ng lai, đó là ĐiËn toán đám mây (Cloud computing) ĐiËn toán đám mây là mát công nghË đÅy hứa hẹn [3] vì:

- Tính sẵn sàng cao: H¿ tÅng Áo hoá từ nÅn tÁng công nghË hàng đÅu thÃ giãi căa VMware, Cisco, Netapp, IBM& sÁ cho b¿n mát Cloud Server m¿nh mÁ, ën đánh, uptime lên đÃn 99.99%

- Tính linh ho¿t: Cloud Server cho phép b¿n chă đáng lăa chãn cÃu hình và tng giÁm tài nguyên theo nhu cÅu sÿ dāng thăc tÃ ViËc này đ°ÿc thăc hiËn nhanh chóng trong vài phút

- Tính an toàn dā liËu: HË thçng l°u trā phân tán và c¢ chÃ sao l°u hàng ngày đÁm bÁo dā liËu luôn luôn sẵn sàng và liên tāc

- Tính tiÃt kiËm: viËc hao hāt và dung l°ÿng l°u trā dă phòng đ°ÿc të chức tÃp trung nên không cÅn phÁi tçn nhiÅu, sÁ tiÃt kiËm đ°ÿc chi phí

Trang 11

- TiÃt kiËm thåi gian: Vãi đám mây, b¿n có thÇ mç ráng sang các khu văc đáa lý mãi và triÇn khai trên toàn cÅu trong vài phút Ví dā: AWS có c¢ sç h¿ tÅng trên toàn thÃ giãi Vì vÃy, b¿n có thÇ triÇn khai ứng dāng căa mình ç nhiÅu đáa điÇm thăc tÃ chß bÇng vài cú nhÃp chuát Đặt các ứng dāng gÅn h¢n vãi ng°åi dùng cuçi giúp giÁm đá trÉ và cÁi thiËn trÁi nghiËm căa hã

- QuÁn lý dÉ dàng: Giao diËn quÁn lý Cloud Server rÃt thân thiËn, dÉ sÿ dāng Có thÇ quÁn lý thông qua cëng website, các giao thức API hay ngay cÁ các ứng dāng di đáng mãi lúc, mãi n¢i

- HË điÅu hành mÁu đa d¿ng: hË thçng có khÁ nng t°¢ng thích vãi nhiÅu hË điÅu hành từ Linux nh° CentOS, Redhat, Fedora, Ubuntu, Debian, Opensuse đÃn Windows, Free BSD

Trên quan điÇm chÃt l°ÿng dách vā [4] trên điËn toán đám mây, viËc quÁn lý tài nguyên trç thành mát công viËc phức t¿p từ góc nhìn kinh doanh căa nhà cung cÃp dách vā đám mây Do đó, ta phÁi khÅc phāc vÃn đÅ thiÃu thçn tài nguyên, giÁm đá trÉ trên đám mây và khÁ nng cÁi thiËn hiËu suÃt m¿ng ĐiÅu này đ°ÿc bá cân bÇng tÁi xÿ lý và điÅu phçi Vì vÃy, cÅn phÁi có thuÃt toán dă báo thåi gian di chuyÇn tác vā nhÇm nâng cao hiËu quÁ cân bÇng tÁi trên điËn toán đám mây Cā thÇ, đÅ tài nh° sau:

Tên tiÃng ViËt là: <ĐÅ xuÃt thuÃt toán dă báo thåi gian di chuyÇn tác vā nhÇm nâng cao hiËu nng cân bÇng tÁi trên điËn toán đám mây=

Tên tiÃng Anh là: <Proposed Task Migration Time Algorithm to Improve Load Balancing in Cloud Computing=

2 Táng quan vÁ vÃn đÁ nghiên cứu

Cân bÇng tÁi là kỹ thuÃt phân phçi khçi l°ÿng công viËc đéng đÅu giāa hai hoặc nhiÅu máy tính, kÃt nçi m¿ng, CPU, ë cứng, hoặc các nguén lăc phân tán to lãn trên m¿ng Vãi māc đích chính là tÃn dāng có hiËu quÁ các nguén lăc, tçi đa hóa thông l°ÿng, cÁi thiËn thåi gian đáp ứng và thåi gian xÿ lý dā liËu Ngoài ra, tránh tình tr¿ng quá tÁi mát sç nút tính toán trong khi nhāng nút khác đ°ÿc n¿p tÁi nhẹ khi

Trang 12

có nhiÅu yêu cÅu xÿ lý cÅn đ°ÿc đáp ứng Kỹ thuÃt cân bÇng tÁi hiËn nay chă yÃu tÃp trung vào hai kỹ thuÃt là cân bÇng tÁi tĩnh và cân bÇng tÁi đáng

Kỹ thuÃt cân bÇng tÁi tĩnh không thu thÃp thông tin tr¿ng thái hiËn t¿i hË thçng Nhāng yÃu tç đ°ÿc đo l°ång tr°ãc khi gán công viËc cho mát nút tính toán nh° thåi gian đÃn, qui mô nguén tài nguyên, thåi gian thăc thi và giao tiÃp các tiÃn trình

Kỹ thuÃt cân bÇng tÁi đáng trong tă nhiên không xem xét tr¿ng thái tr°ãc đó hoặc hành vi căa hË thçng, nó chß phā thuác vào hành vi hiËn t¿i căa hË thçng

- ĐÅ xuÃt thuÃt toán nhÇm dă báo thåi gian di chuyÇn mát task bÃt kỳ trên cloud Có thÇ là chuyÇn từ VM này sang VM khác hoặc từ data-center này sang data-center khác, ứng vãi các lo¿i task khác nhau thì thåi gian di chuyÇn t°¢ng ứng dă báo là bao nhiêu Từ đó, phân bë task từ resource đang full sang resource ít full h¢n& Nghiên cứu sâu vÅ mô hình cloud, nhāng chß có khÁ nng xÁy ra overload,& overload trên cloud là gì? Th°ång xÁy ra ç đâu, mức nào nhiÅu nhÃt? Khi xÁy ra thì chuyÇn task nh° thÃ nào?

- Trên c¢ sç lý thuyÃt đã nghiên cứu, luÃn vn đÅ xuÃt thuÃt toán dă báo thåi gian di chuyÇn tác vā (Migration Time) nhÇm nâng cao hiËu quÁ cân bÇng tÁi trên điËn toán đám mây Mô phång và thăc nghiËm thuÃt toán đã đÅ xuÃt

Trang 13

4 Đåi t°ÿng và ph¿m vi nghiên cứu

o Đçi t°ÿng nghiên cứu - Đçi t°ÿng nghiên cứu chính là thåi gian di chuyÇn tác vā (Migration Time) trong cân bÇng tÁi trên điËn toán đám mây

- Nghiên cứu các thuÃt toán dă báo thåi gian di chuyÇn tác vā (Migration Time) trong cân bÇng tÁi trên điËn toán đám mây

o Ph¿m vi nghiên cứu Ph¿m vi nghiên cứu trong Cloud: - Xây dăng mô hình mô phång đám mây ç mức đá nhå: khoÁng từ 10~15 máy Áo

- Đá phức t¿p trên mßi máy Áo chß ç mức đá thÃp: khoÁng 1 – 4 ứng dāng trên các máy Áo đó

5 Ph°¢ng pháp nghiên cứu

Phương pháp luận: Dăa trên c¢ sç là các lý thuyÃt vÅ điËn toán đám mây, các

thuÃt toán cân bÇng tÁi trên cloud

Phương pháp đánh giá dựa trên cơ sở toán học: Trên c¢ sç các lý thuyÃt vÅ

điËn toán đám mây, khÁ nng xÁy ra tÅc nghÁn trên đám mây ĐÅ xuÃt ra thuÃt toán đÇ nâng cao hiËu quÁ cân bÇng tÁi trên đám mây dăa trên các thuÃt toán đã nghiên cứu Chứng minh thuÃt toán và đánh giá hiËu quÁ căa thuÃt toán

Phương pháp đánh giá bằng mô phỏng thực nghiệm: Xây dăng mô hình mô

phång và thăc nghiËm thuÃt toán đã đÅ xuÃt

Trang 14

CH¯¡NG 1: GIàI THIÆU TàNG QUAN VÀ HÆ THäNG CÂN B¾NG TÀI CĂA ĐIÆN TOÁN ĐÁM MÂY

1.1 Táng quan vÁ điÇn toán đám mây

Lách sÿ căa điËn toán đám mây bÅt đÅu từ nm 1983, khi Sun Microsystems đÅ xuÃt rÇng "web là máy tính" Trong tháng 3 nm 2006, Amazon giãi thiËu dách vā đám mây điËn toán đàn héi Vào tháng 8 nm 2006, Eric Schmidt, Giám đçc điÅu hành căa Google, lÅn đÅu tiên đÅ xuÃt khái niËm "ĐiËn toán đám mây" t¿i hái nghá công cā tìm kiÃm Nm 2009, Nair M K và Gopalakrishnan V đã phát triÇn mát khung hË thçng, sÿ dāng các dách vā web nh° SaaS và môi tr°ång web đÇ hiËn thăc hóa PaaS, thúc đ¿y hiËu quÁ să phát triÇn căa điËn toán đám mây Takahiro Miyamoto và nhóm căa ông đã nhÃn ra chức nng m¿ng căa điËn toán đám mây vào nm 2009, đặt nÅn tÁng vāng chÅc cho să phát triÇn căa điËn toán đám mây KÇ từ đó, điËn toán đám mây đã b°ãc vào thåi kỳ phát triÇn nhanh chóng ĐiËn toán đám mây đ°ÿc phát triÇn từ điËn toán song song: điËn toán phân tán và điËn toán l°ãi, nh° trong hình 1.1, nó là mát mô hình điËn toán kinh doanh mãi HiËn t¿i, vÁn ch°a có đánh nghĩa thçng nhÃt vÅ điËn toán đám mây Wikipedia đánh nghĩa điËn toán đám mây là mát ph°¢ng thức tính toán mãi dăa trên Internet, cung cÃp tính toán theo yêu cÅu cho ng°åi dùng cá nhân và doanh nghiËp thông qua các dách vā không đéng nhÃt và tă trá trên Internet Eric Schmidt, Giám đçc điÅu hành căa Google, cho rÇng điËn toán đám mây vÅ c¢ bÁn là mát mô hình cung cÃp dách vā, Áo hóa tài nguyên máy tính, tài nguyên l°u trā và tài nguyên m¿ng bao gém mát sç l°ÿng lãn máy chă Chúng t¿o thành mát nhóm tài nguyên Áo bao gém tài nguyên điËn toán, l°u trā và m¿ng, quÁn lý và lên lách thông qua mát nÅn tÁng điËn toán đám mây thçng nhÃt

ĐiËn toán đám mây (cloud computing) hay còn gãi là điËn toán máy chă Áo, n¢i các tính toán đ°ÿc <đánh h°ãng dách vā= và phát triÇn dăa vào Internet Cā thÇ h¢n, trong mô hình điËn toán đám mây, tÃt cÁ các tài nguyên, thông tin cùng vãi software đÅu đ°ÿc chia s¿ và cung cÃp cho các máy tính, thiÃt bá, ng°åi dùng d°ãi d¿ng dách vā trên nÅn tÁng mát h¿ tÅng m¿ng công cáng (th°ång là m¿ng Internet)

Trang 15

Các user sÿ dāng dách vā nh° c¢ sç dā liËu, website, l°u trā,& trong mô hình cloud computing không cÅn quan tâm đÃn vá trí đáa lý cũng nh° các thông tin khác căa hË thçng m¿ng đám mây - <điËn toán đám mây trong suçt đçi vãi ng°åi dùng= Ng°åi dùng cuçi truy cÃp và sÿ dāng các ứng dāng đám mây thông qua các ứng dāng nh° trình duyËt web, các ứng dāng mobile hoặc máy tính cá nhân thông th°ång HiËu nng sÿ dāng phía ng°åi dùng cuçi đ°ÿc cÁi thiËn khi các phÅn mÅm chuyên dāng, các c¢ sç dā liËu đ°ÿc l°u trā và cài đặt trên hË thçng máy chă Áo trong môi tr°ång điËn toán đám mây trên nÅn căa <data center= <Data center= là thuÃt ngā chß khu văc chứa server và các thiÃt bá l°u trā, bao gém nguén điËn và các thiÃt bá khác nh° rack, cables& có khÁ nng sẵn sàng và đá ën đánh cao Ngoài ra còn bao gém các tiêu chí khác nh°: tính module hóa cao, khÁ nng mç ráng dÉ dàng, nguén và làm mát, hß trÿ hÿp nhÃt server và l°u trā mÃt đá cao

Có 3 mô hình triÇn khai điËn toán đám mây chính là public (công cáng), private (riêng) và hybrid (<lai= giāa đám mây công cáng và riêng) Đám mây công cáng là mô hình đám mây mà trên đó, các nhà cung cÃp đám mây cung cÃp các dách vā nh° tài nguyên, platform hay các ứng dāng l°u trā trên đám mây và public ra bên ngoài Các dách vā trên public cloud có thÇ miÉn phí hoặc có phí Đám mây riêng thì các dách vā đ°ÿc cung cÃp nái bá và th°ång là các dách vā kinh doanh Māc đích nhÅm đÃn cung cÃp dách vā cho mát nhóm ng°åi và đứng đÇng sau firewall Đám mây <lai= là môi tr°ång đám mây mà kÃt hÿp cung cÃp các dách vā công cáng và riêng Ngoài ra còn có <community cloud= là đám mây giāa các nhà cung cÃp dách vā đám mây VÅ mô hình cung cÃp dách vā có 3 lo¿i chính là IaaS – cung cÃp h¿ tÅng nh° mát service, PaaS – cung cÃp Platform nh° mát service và SaaS – cung cÃp software nh° mát service

Theo các lo¿i hình dách vā, điËn toán đám mây có thÇ đ°ÿc chia thành ba lo¿i sau:

● IaaS, hoặc c¢ sç h¿ tÅng nh° mát dách vā, cho phép ng°åi dùng truy cÃp trăc tiÃp vào tài nguyên l°u trā, tài nguyên m¿ng và tài nguyên máy tính bên

Trang 16

d°ãi IaaS sÿ dāng công nghË Áo hóa đÇ Áo hóa và đóng gói tài nguyên máy tính, tài nguyên l°u trā và tài nguyên m¿ng căa máy chă, đéng thåi cung cÃp các tài nguyên này d°ãi d¿ng API Khi cÅn sÿ dāng các tài nguyên này, ng°åi dùng không cÅn mua các thiÃt bá phÅn cứng nh° máy chă mà chß cÅn mua các tài nguyên này từ các nhà sÁn xuÃt cung cÃp dách vā IaaS NÅn tÁng điËn toán đám mây IaaS cung cÃp quÁn lý và lÃp kÃ ho¿ch căa các tài nguyên này Ví dā điÇn hình bao gém Đám mây tính toán đàn héi (EC2) và Dách vā l°u trā đ¢n giÁn (S3) căa Amazon

● PaaS, hoặc nÅn tÁng làm nÅn tÁng dách vā, cung cÃp nÅn tÁng và môi tr°ång cho ho¿t đáng kinh doanh phÅn mÅm PaaS cung cÃp giÁi pháp cho các công ty không thÇ hoặc không muçn xây dăng môi tr°ång vÃn hành phÅn mÅm PaaS cung cÃp môi tr°ång ho¿t đáng và hË điÅu hành cho các doanh nghiËp khác nhau "Máy chă Áo" thuác danh māc dách vā PaaS Chß có mã nguén cÅn đ°ÿc tÁi lên đáa chß căa "máy chă Áo" "Máy chă Áo" sÁ ch¿y mã và t¿o mát trang web theo mã Ví dā điÇn hình bao gém GoogleAppEngine căa Google và MicrosoftWindowsAzure căa Microsoft

Theo các ph°¢ng pháp triÇn khai khác nhau, điËn toán đám mây có thÇ đ°ÿc chia thành đám mây riêng, đám mây công cáng và đám mây lai Đám mây riêng là c¢ sç h¿ tÅng đám mây do mát të chức sç hāu hoặc thuê, có thÇ đ°ÿc đặt t¿i đáa ph°¢ng hoặc ç mát n¢i khác Đám mây công cáng là c¢ sç h¿ tÅng đám mây thuác sç hāu căa mát të chức điÅu hành cung cÃp dách vā điËn toán đám mây, të chức này bán các dách vā điËn toán đám mây cho công chúng hoặc mát sç l°ÿng lãn các nhóm doanh nghiËp vừa và nhå Đám mây kÃt hÿp bao gém đám mây riêng và đám mây công cáng và mßi đám mây vÁn là mát thăc thÇ đác lÃp Song, kÃt hÿp chúng vãi công nghË tiêu chu¿n hoặc đác quyÅn đÇ làm cho dā liËu và ứng dāng di đáng

Trang 17

Hình 1.1: Mô hình điÇn toán đám mây [1]

ĐiËn toán đám mây là mát xu h°ãng công nghË nëi bÃt trên thÃ giãi trong nhāng nm gÅn đây và đã có nhāng b°ãc phát triÇn nhÁy vãt cÁ vÅ chÃt l°ÿng, quy mô cung cÃp và lo¿i hình dách vā Tiêu biÇu là mát lo¿t các nhà cung cÃp lãn và nëi tiÃng nh° Google, Amazon, Microsoft,

ĐiËn toán đám mây là mô hình điËn toán mà mãi giÁi pháp liên quan đÃn công nghË thông tin đÅu đ°ÿc cung cÃp d°ãi d¿ng các dách vā qua m¿ng Internet Từ đó, giÁi phóng ng°åi sÿ dāng khåi viËc phÁi đÅu t° nhân lăc, công nghË và h¿ tÅng đÇ triÇn khai hË thçng H¢n nāa, điËn toán đám mây giúp tçi giÁn chi phí và thåi gian triÇn khai, t¿o điÅu kiËn cho ng°åi sÿ dāng nÅn tÁng điËn toán đám mây tÃp trung đ°ÿc tçi đa nguén lăc vào công viËc chuyên môn Lÿi ích căa điËn toán đám mây mang l¿i không chß gói gãn trong ph¿m vi ng°åi sÿ dāng nÅn tÁng điËn toán đám mây mà còn từ phía các nhà cung cÃp dách vā điËn toán

ĐiËn toán đám mây (Cloud Computing) [1], [2] là xu h°ãng phát triÇn m¿nh nhÃt hiËn nay Nó kÃ thừa các m¿ng l°ãi tr°ãc đây và các khái niËm máy tính phân tán đÇ tích hÿp các tài nguyên máy tính, l°u trā, nÅn tÁng và các dách vā khác theo nhu cÅu mát cách thuÃn tiËn và nhanh chóng Đéng thåi, điËn toán đám mây còn cho

Trang 18

phép kÃt thúc sÿ dāng dách vā, giÁi phóng tài nguyên dÉ dàng và giÁm thiÇu các giao tiÃp vãi nhà cung cÃp Theo đó, mô hình chính là cho phép sÿ dāng dách vā theo yêu cÅu (on-demand service); cung cÃp khÁ nng truy cÃp dách vā qua m¿ng ráng rãi từ máy tính đÇ bàn, máy tính xách tay tãi thiÃt bá di đáng (broad network access); vãi tài nguyên tính toán đáng, phāc vā nhiÅu ng°åi (resource pooling for multi-tenanci), nng lăc tính toán phÅn mÅm d¿o và đáp ứng nhanh vãi nhu cÅu từ thÃp đÃn cao (rapidelasticity)

ĐiËn toán đám mây đ°ÿc dăa trên công nghË Áo hóa [3], thông qua các dách vā m¿ng đÇ cung cÃp cho ng°åi dùng vãi các nguén lăc c¢ bÁn, nÅn tÁng ứng dāng, phÅn mÅm và các dách vā khác Trong tr°ång hÿp IaaS (c¢ sç h¿ tÅng nh° mát dách vā), các nhà phát triÇn cung cÃp mát môi tr°ång ứng dāng phÅn mÅm hoàn chßnh bÇng cách tÃp hÿp các phÅn cứng, phÅn mÅm và các thiÃt bá có liên quan l¿i vãi nhau đÇ đáp ứng thåa thuÃn chÃt l°ÿng dách vā vãi ng°åi dùng Công nghË máy Áo (Virtual Machine) th°ång đ°ÿc sÿ dāng trong các trung tâm dā liËu, máy tính cām và các ứng dāng khác Công nghË này cho phép nhiÅu hË điÅu hành có thÇ ch¿y trên cùng mát máy tính và cung cÃp các dách vā đác lÃp đáng tin cÃy, cÁi tiÃn rÃt nhiÅu khÁ nng sÿ dāng l¿i các tài nguyên vÃt lý

ĐiËn toán đám mây [4] là mát h°ãng nghiên cứu ráng, sÁ đem l¿i giá trá lãn vÅ các chi phí cho các doanh nghiËp trên toàn thÃ giãi ĐiËn toán đám mây sÁ giúp giÁi quyÃt đ°ÿc viËc l°u trā dā liËu trên hË thçng mát cách nhanh, gãn, nhẹ Cung cÃp các dách vā vÅ c¢ sç h¿ tÅng, nÅn tÁng phÅn mÅm và các dách vā theo yêu cÅu ng°åi dùng thông qua Internet

ĐiËn toán đám mây (cloud computing) hay còn gãi là điËn toán máy chă Áo n¢i các tính toán đ°ÿc <đánh h°ãng dách vā= và phát triÇn dăa vào Internet Cā thÇ h¢n, trong mô hình điËn toán đám mây, tÃt cÁ các tài nguyên, thông tin, và software đÅu đ°ÿc chia s¿ và cung cÃp cho các máy tính, thiÃt bá, ng°åi dùng d°ãi d¿ng dách vā trên nÅn tÁng mát h¿ tÅng m¿ng công cáng (th°ång là m¿ng Internet) Các user sÿ dāng dách vā nh° c¢ sç dā liËu, website, l°u trā,& trong mô hình cloud computing

Trang 19

không cÅn quan tâm đÃn vá trí đáa lý cũng nh° các thông tin khác căa hË thçng m¿ng đám mây - <điËn toán đám mây trong suçt đçi vãi ng°åi dùng= Ng°åi dùng cuçi truy cÃp và sÿ dāng các ứng dāng đám mây thông qua các ứng dāng nh° trình duyËt web, các ứng dāng mobile hoặc máy tính cá nhân thông th°ång HiËu nng sÿ dāng phía ng°åi dùng cuçi đ°ÿc cÁi thiËn khi các phÅn mÅm chuyên dāng, các c¢ sç dā liËu đ°ÿc l°u trā và cài đặt trên hË thçng máy chă Áo trong môi tr°ång điËn toán đám mây trên nÅn căa <data center= <Data center= là thuÃt ngā chß khu văc chứa server và các thiÃt bá l°u trā, bao gém nguén điËn và các thiÃt bá khác nh° rack, cables& có khÁ nng sẵn sàng và đá ën đánh cao Ngoài ra còn bao gém các tiêu chí khác nh°: tính module hóa cao, khÁ nng mç ráng dÉ dàng, nguén và làm mát, hß trÿ hÿp nhÃt server và l°u trā mÃt đá cao Có 3 mô hình triÇn khai điËn toán đám mây chính là public (công cáng), private (riêng), và hybrid (<lai= giāa đám mây công cáng và riêng) Đám mây công cáng là mô hình đám mây mà trên đó, các nhà cung cÃp đám mây cung cÃp các dách vā nh° tài nguyên, platform hay các ứng dāng l°u trā trên đám mây và public ra bên ngoài Các dách vā trên public cloud có thÇ miÉn phí hoặc tính phí Đám mây riêng thì các dách vā đ°ÿc cung cÃp nái bá và th°ång là các dách vā kinh doanh Māc đích căa đám mây riêng nhÅm đÃn là cung cÃp dách vā cho mát nhóm ng°åi và đứng đÇng sau firewall Đám mây <lai= là môi tr°ång đám mây mà kÃt hÿp cung cÃp các dách vā công cáng và riêng Ngoài ra còn có <community cloud= là đám mây giāa các nhà cung cÃp dách vā đám mây VÅ mô hình cung cÃp dách vā có 3 lo¿i chính là IaaS – cung cÃp h¿ tÅng nh° mát service, PaaS – cung cÃp Platform nh° mát service, và SaaS – cung cÃp software nh° mát service

ĐiËn toán đám mây [5] là mát mô hình dách vā công nghË thông tin kÃ thừa các m¿ng l°ãi tr°ãc đây trên thÃ giãi Māc tiêu h°ãng đÃn là giúp ng°åi dùng truy cÃp tài nguyên dā liËu, l°u trā đÃn hË thçng quÁn lý và xÿ lý dā liËu phức t¿p căa các hË thçng nh° Google, Facebook& Trên thăc tÃ, ng°åi dùng chß truy cÃp vào thiÃt bá đÅu cuçi đÇ truy xuÃt vào các tài nguyên trên điËn toán Còn ç bên trong hË thçng điËn toán sÁ lÃp lách xÿ lý các yêu cÅu trên bao gém xÿ lý thåi gian chå và thåi gian xÿ lý tín hiËu đÃn thåi gian hoàn thành nhiËm vā

Trang 20

ĐiËn toán đám mây [6] đang chuyÇn đëi ngành công nghË thông tin, thay đëi cách thức sÿ dāng và cung cÃp phÅn cứng cũng nh° phÅn mÅm Làm cho viËc sÿ dāng các tài nguyên máy tính theo yêu cÅu nh° bng thông, l°u trā hoặc các ứng dāng phÅn mÅm, điËn toán có sẵn trç nên dÉ dàng và nhanh chóng h¢n Nó che giÃu să phức t¿p căa c¢ sç h¿ tÅng c¢ bÁn, cho phép ng°åi dùng cuçi tÃp trung vào sÁn ph¿m căa chính hã mà không cÅn nhiÅu khoÁn đÅu t° vào phÅn cứng Theo hÿp đéng dách vā đã đ°ÿc thiÃt lÃp giāa nhà cung cÃp điËn toán và khách hàng, các ràng buác vÅ chÃt l°ÿng dách vā (QoS) nhÃt đánh đ°ÿc xác đánh thông qua các thåa thuÃn theo mức dách vā (SLA) Tuân thă vãi các SLA này, nhà cung cÃp đÁm bÁo cung cÃp mát chÃt l°ÿng nhÃt đánh cho dách vā đã thåa thuÃn ViËc sÿ dāng các máy Áo cho phép sÿ dāng tçt h¢n các tài nguyên phÅn cứng hiËn t¿i trong khi vÁn duy trì QoS yêu cÅu ĐÇ tránh să xuçng cÃp căa hiËu suÃt, máy Áo đ°ÿc di chuyÇn từ quá tÁi đÃn các máy không sÿ dāng đ°ÿc Vì vÃy, các thuÃt toán phát hiËn là cÅn thiÃt đÇ chă đáng phân lo¿i quá tÁi và không quá tÁi Các thuÃt toán chă đáng xác đánh mát kÃ ho¿ch tçi °u cho viËc di chuyÇn và phân bë các máy Áo trong thåi gian ch¿y

Là mát mô hình tính toán mãi, [7] đ°ÿc phát triÇn sau khi công nghË phân phçi máy tính, điËn toán l°ãi, l°u trā m¿ng, công nghË cām và tính toán song song Do tính đa d¿ng ứng dāng trong nÅn điËn toán đám mây và să không đéng nhÃt căa các nút nguén máy chă, mát sç máy tính bá quá tÁi và mát sç máy tính rÃt nhẹ khi să tng tr°çng nhanh chóng căa l°u l°ÿng m¿ng truy cÃp và dā liËu Do đó, chúng ta cÅn chiÃn l°ÿc cân bÇng tÁi đÇ điÅu chßnh tÁi máy chă, giÁm chi phí truyÅn thông và cÁi thiËn viËc sÿ dāng tài nguyên Tuy nhiên, vãi să xuÃt hiËn dā liËu lãn và phát triÇn căa điËn toán đám mây đã làm thay đëi mát sç góc đá ç mát sç vÃn đÅ ĐiÇn hình nh°, giÁi quyÃt bài toán công viËc dā liËu lãn bÇng các máy Áo trong điËn toán đám mây, să liên quan căa dā liËu cũng nh° să di chuyÇn căa mát sç máy Áo giao dách vãi dā liËu sÁ gây ra mát vài Ánh h°çng Cā thÇ sÁ mang l¿i nhiÅu chi phí truyÅn thông giāa các máy chă trong quá trình di chuyÇn và tính toán Qua đó, làm giÁm tỷ lË sÿ dāng tài nguyên hË thçng

Trang 21

ĐiËn toán đám mây là mát kiÇu [8] mÁu mãi và tiÃn hóa đáng chú ý nhÃt trong tính toán C¢ chÃ cân bÇng tÁi đ°ÿc chia thành các nguén lăc và cung cÃp các nguén lăc cùng vãi nhiËm vā lÃp kÃ ho¿ch giāa các hË thçng phân phçi Cân bÇng tÁi truyÅn thçng phÁi đçi mặt vãi mát sç vÃn đÅ khác nhau căa các giai đo¿n cung cÃp tài nguyên trong môi tr°ång đám mây Nó cũng có tác đáng to lãn trong các hË thçng đám mây vÅ hiËu suÃt và vÅ vÃn đÅ đo l°ång do să tham gia căa các thông sç cân bÇng tÁi khác nhau cũng nh° bÁn chÃt căa môi tr°ång đám mây

Trong thÃ giãi ngày nay [9], điËn toán đám mây là mát cách đÇ giā phÅn cứng cũng nh° phÅn mÅm ç mát n¢i và sÿ dāng nó từ mãi n¢i trên thÃ giãi Nó đã làm cho phÅn cứng yêu cÅu linh ho¿t h¢n nhiÅu Do đó, mãi ng°åi có c¢ hái sÿ dāng nhiÅu tài nguyên khi cÅn và phÁi trÁ sç tiÅn chß cho khoÁng thåi gian hã đã sÿ dāng nguén dung l°ÿng cā thÇ Cái đó đ°ÿc gãi là dách vā trÁ tiÅn cho mßi lÅn sÿ dāng Nó sÁ dÁn dÅt ngành công nghiËp công nghË thông tin h°ãng đÃn viËc kinh doanh điËn toán đám mây Giçng nh° mát CPU nhiÅu lßi, nhāng doanh nghiËp sç hāu mát cām các CPU/Máy vÃt lý đó đ°ÿc gãi là đám mây Các cām có mát sç l°ÿng hāu h¿n không gian và bá nhã

Hình 1.2: Cung cÃp tài nguyên đám mây [4]

Trang 22

Vì vÃy, khách hàng phÁi trÁ tiÅn đÇ có không gian và bá nhã trong mát khoÁng thåi gian từ cām đ°ÿc phân bë cho ng°åi dùng Ng°åi sÿ dāng th°ång đòi håi các nguén lăc bao gém: bá nhã, không gian và bng thông Khi đó, nguén lăc sÁ đ°ÿc thăc hiËn bçi các công ty thông qua phân bë các máy chă đÃn nÅn tÁng nhu cÅu khách hàng Cung cÃp tài nguyên trên đám mây là quá trình cung cÃp không gian bá nhã Áo từ các nguén lăc bÇng cách tëng hÿp máy vÃt lý (PM) đ°ÿc gãi là máy Áo (VM) Bá cân bÇng tÁi quÁn lý ghép kênh các tài nguyên theo yêu cÅu

Hình 1.3: Cân b¿ng tÁi trong điÇn toán đám mây [5]

Các biËn pháp cân bÇng tr°ãc đây có hiËu quÁ trong viËc cÁi thiËn thåi gian phÁn héi và thåi gian phāc vā căa đám mây, nh°ng không cung cÃp đúng chÃt l°ÿng dách vā Các QoS có thÇ đ°ÿc cung cÃp hiËu quÁ bÇng cách thêm tham sç căa nó vào tham sç cân bÇng tÁi Xem xét bng thông nh° tham sç, mà phÁi đçi mặt vãi các vÃn đÅ suy giÁm và nhāng vÃn đÅ khác sÁ làm cho ng°ỡng giá trá chính xác h¢n Do đó, QoS sÁ đ°ÿc coi là có hiËu quÁ Vì vÃy, cÅn giÁm thiÇu yêu cÅu đ°ÿc cÃp phát cho các máy vÃt lý vãi đúng khÁ nng cung cÃp căa các máy Áo và duy trì tr¿ng thái ën đánh trong suçt thåi gian cung cÃp dách vā

Trang 23

Hình 1.4: Ki¿n trúc căa điÇn toán đám mây [7]

Trong khi sÿ dāng tính toán tă đáng, tránh chi phí chung là mát vÃn đÅ lãn và giÁi quyÃt bÇng cách đặt ra các nguén lăc thông qua thuÃt toán quy mô Sau đó, vÃn đÅ cuçi cùng là giā tÁi cân bÇng ngay cÁ trong thåi gian căa giai đo¿n phát triÇn ĐiÅu này đ°ÿc thăc hiËn bÇng cách sÿ dāng các thuÃt toán khác nhau

1.2 Táng quan vÁ cân b¿ng tÁi trong điÇn toán đám mây

1.2.1 Giới thiệu về cân bằng tải

Ngày nay Ngành công nghiËp CNTT đang phát triÇn mßi ngày và nhu cÅu vÅ tài nguyên l°u trā và tính toán cũng vÃy Mát l°ÿng lãn dā liËu đ°ÿc t¿o và trao đëi qua m¿ng, điÅu này đòi håi nhu cÅu vÅ tài nguyên máy tính ngày càng nhiÅu Cloud đã giúp các doanh nghiËp tÃn dāng lÿi ích căa tài nguyên điËn toán đ°ÿc chia s¿ trên môi tr°ång Áo hóa RÃt nhiÅu doanh nghiËp đã sÿ dāng các dách vā dăa trên đám mây ç d¿ng này hay d¿ng khác ĐiÅu này đ°a chúng ta đÃn khái niËm cân bÇng tÁi trong điËn toán đám mây

Trang 24

Cùng vãi viËc phát triÇn ráng rãi căa Internet, các website hay các ứng dāng trăc tuyÃn cũng đang đ°ÿc rÃt nhiÅu ng°åi truy cÃp và sÿ dāng Khi l°ÿng truy cÃp quá lãn th°ång xÁy ra các vÃn đÅ là h¿ tÅng m¿ng và khÁ nng xÿ lý căa Server sÁ bá tÅc nghÁn cāc bá Vì vÃy, Cân BÇng TÁi luôn là mát trong nhāng tính nng công nghË rÃt quan trãng giúp các máy chă Áo ho¿t đáng đéng bá và hiËu quÁ h¢n thông qua viËc phân phçi đéng đÅu tài nguyên

GiÁi pháp cân bÇng tÁi là viËc phân bç đéng đÅu l°u l°ÿng truy cÃp giāa hai hay nhiÅu các máy chă có cùng chức nng trong cùng mát hË thçng BÇng cách đó sÁ giúp cho hË thçng giÁm thiÇu tçi đa tình tr¿ng mát máy chă bá quá tÁi và ng°ng ho¿t đáng Hoặc khi mát máy chă gặp să cç, Cân BÇng TÁi sÁ chß đ¿o phân phçi công viËc căa máy chă đó cho các máy chă còn l¿i đéng thåi đ¿y thåi gian uptime căa hË thçng lên cao nhÃt và cÁi thiËn nng suÃt ho¿t đáng tëng thÇ

Hình 1.5: Mô hình Cân b¿ng tÁi trong điÇn toán đám mây [8]

Cân bÇng tÁi là mát trong nhāng chă đÅ quan trãng nhÃt trong môi tr°ång phân tán Vì Cloud Computing đ°ÿc xem là mát trong nhāng nÅn tÁng tçt nhÃt giúp l°u trā dā liËu vãi chi phí tçi thiÇu và có thÇ truy cÃp mãi lúc qua Internet Cân bÇng tÁi cho điËn toán đám mây nay đã trç thành mát lĩnh văc nghiên cứu rÃt thú vá và quan trãng Cân bÇng tÁi nhÇm māc đích thåa mãn ng°åi dùng và sÿ dāng tỷ lË tài nguyên cao bÇng cách đÁm bÁo phân bë hÿp lý Có rÃt nhiÅu khó khn trong các kỹ thuÃt cân

Trang 25

bÇng tÁi nh° bÁo mÃt, khÁ nng cháu lßi, v.v vçn phë biÃn trong môi tr°ång điËn toán đám mây hiËn đ¿i NhiÅu nhà nghiên cứu đã đÅ xuÃt mát sç kỹ thuÃt và thuÃt toán đÇ không ngừng tìm ra nhāng ph°¢ng án tçt nhÃt cho Cân bÇng tÁi

Phân tán dă đoán quá tÁi trong cân bÇng tÁi [10] thåi gian gÅn đây đã nëi lên nh° mát giÁi pháp đÅy hứa hẹn Trong đó, chuyÇn sang cÃp đá giám sát tình tr¿ng tÅc nghÁn căa mßi con đ°ång và phân tán dòng chÁy trăc tiÃp đÃn con đ°ång ít tÅc nghÁn Cách tiÃp cÃn này có nhiÅu lÿi thÃ thăc tiÉn Là mát l°ÿc đé phân phçi, nó có thÇ mç ráng h¢n và có thÇ đçi phó vãi l°u l°ÿng truy cÃp nhanh h¢n cách lách trình tÃp trung Là mát ph°¢ng pháp tiÃp cÃn dā liËu, nó không phā thuác vào ngn xÃp m¿ng căa máy chă l°u trā và ngay lÃp tức mang l¿i lÿi ích cho tÃt cÁ l°u l°ÿng truy cÃp khi triÇn khai KhÁ nng hiÇn thá tÅc nghÁn cuçi cùng căa nó cũng làm cho nó trç nên m¿nh mÁ h¢n mà không cÅn cÃu hình l¿i máy điÅu khiÇn MÃu chçt căa viËc thiÃt kÃ mát giao thức cân bÇng tÁi tÅc nghÁn là chúng ta cÅn phÁi biÃt thông tin vÅ tÅc nghÁn thåi gian thăc từ tÃt cÁ các đ°ång đi giāa nguén dòng chÁy và điÇm đÃn Mát cách tiÃp cÃn đ¢n giÁn là sÿ dāng thông tin đánh h°ãng đ°ång đi cuçi: Mát switch ToR duy trì các chß sç tÅc nghÁn đÅu cuçi cho tÃt cÁ các đ°ång dÁn từ chính nó đÃn các thiÃt bá chuyÇn m¿ch ToR khác trong m¿ng Các chß sç tÅc nghÁn có thÇ đ°ÿc thu thÃp bÇng các gói dā liËu Thông th°ång, có hàng trm đ°ång dÁn tén t¿i giāa hai ToR thiÃt bá chuyÇn m¿ch và công tÅc ToR có thÇ giao tiÃp vãi hàng trm các thiÃt bá chuyÇn m¿ch ToR khác Quan trãng h¢n, không thÇ đÇ thu thÃp thông tin tÅc nghÁn thåi gian thăc cho tÃt cÁ các đ°ång dÁn này Bçi, sÁ không có đă dòng chÁy đéng thåi xÁy ra đi vãi tÃt cÁ chúng cùng mát lúc Trong giai đo¿n đÅu, chß có nguén và thiÃt bá chuyÇn m¿ch ToR đích tham gia đÇ lăa chãn tçt nhÃt đ°ång dÁn từ ToR đÃn tÅng tëng hÿp ChuyÇn đëi nguén ToR sÁ gÿi sç liËu tÅc nghÁn căa nó đÃn đích ToR, chúng sÁ kÃt hÿp vãi các chß sç tÅc nghÁn đÇ chãn con đ°ång tçt nhÃt cho lãp tëng hÿp Trong giai đo¿n thứ hai, tÃp hÿp đã chãn sau đó sÁ chãn công tÅc lõi tçt nhÃt theo mát cách t°¢ng tă vÅ tình tr¿ng tÅc nghÁn căa b°ãc nhÁy thứ hai và thứ ba Con đ°ång quyÃt đánh lăa chãn sau đó đ°ÿc duy trì t¿i ToR và tÃp hÿp thiÃt bá chuyÇn m¿ch VÅ c¢ bÁn, hai giai đo¿n lăa chãn đ°ång dÁn chß sÿ dāng thông tin căa mát phÅn đ°ång dÁn

Trang 26

đÇ tìm đ°ång tçt nhÃt cho dòng chÁy BÇng cách khai thác các tính chÃt cÃu trúc căa 3 tÅng, lăa chãn đ°ång dÁn hai giai đo¿n đã làm giÁm đáng kÇ các vÃn đÅ phức t¿p và không có nhiÅu hiËu suÃt Trên thăc tÃ, đánh giá cho thÃy rÇng thăc hiËn lăa chãn đ°ång dÁn trên mßi c¢ sç l°u l°ÿng trong TCP là tçt nhÃt và không gây ra viËc sÅp xÃp l¿i gói tin cũng nh° không gây bÃt kỳ đá trÉ nào

Cân bÇng tÁi luôn là chă đÅ nghiên cứu nóng căa các trung tâm dā liËu đám mây và māc tiêu căa nó là đÁm bÁo rÇng mãi tài nguyên máy tính có thÇ xÿ lý các nhiËm vā mát cách hiËu quÁ và nhanh chóng Cuçi cùng, viËc sÿ dāng nguén lăc đ°ÿc cÁi thiËn Các nhà nghiên cứu đã đÅ xuÃt mát lo¿t cân bÇng tĩnh, cân bÇng đáng và chiÃn l°ÿc lÃp kÃ ho¿ch cân bÇng tÁi Ngoài ra, cũng có mát sç nghiên cứu sÿ dāng công nghË di chuyÇn trăc tiÃp căa máy Áo đÇ đáp ứng các yêu cÅu đám mây cũng nh° nhiËm vā căa trung tâm dā liËu là yêu cÅu hiËu suÃt và giãi h¿n tÁi Các chiÃn l°ÿc cân bÇng tÁi hiËn đ°ÿc chia thành hai lo¿i: cân bÇng tÁi tĩnh và cân bÇng tÁi nng đáng ThuÃt toán lÃp lách cân bÇng tÁi tĩnh th°ång bao gém Round Robin, Rounded Robin Weighted Các thuÃt toán tĩnh chß sÿ dāng mát sç thông tin tĩnh mà không thÇ phÁn ánh tÁi đáng HiËn nay, hÅu hÃt các nÅn tÁng mã nguén mç, kÇ cÁ IaaS, đã sÿ dāng các thuÃt toán tĩnh đÇ tiÃn hành lÃp kÃ ho¿ch tài nguyên Lÿi thÃ căa thuÃt toán lÃp kÃ ho¿ch cân bÇng tÁi tĩnh là nó rÃt đ¢n giÁn và dÉ sÿ dāng Nh°ng trong các trung tâm dā liËu đám mây quy mô lãn, vãi tài nguyên có tính không đéng nhÃt và nhu cÅu ng°åi sÿ dāng không nhÃt quán thì hiËu quÁ cân bÇng tÁi tĩnh không đ°ÿc lý t°çng Cân bÇng tÁi đáng (DLB), nó chă yÃu đ°ÿc sÿ dāng trong lĩnh văc phân phçi máy tính song song Māc tiêu chính căa nó là làm thÃ nào đÇ phân phçi tÁi hÿp lý h¢n giāa nhiÅu máy chă đÇ tránh mát sç hiËn t°ÿng nh° mát sç các nút máy tính bá quá tÁi và mát sç nút có tÁi nhẹ Do đó, cÅn tìm ra giÁi pháp đÇ cÁi thiËn toàn bá hiËu suÃt căa hË thçng Chi phí truyÅn thông bë sung đ°ÿc t¿o ra trong quá trình DLB sÁ làm suy giÁm hiËu nng hË thçng căa cân bÇng tÁi đáng Vì vÃy, làm thÃ nào đÇ giÁm truyÅn gói tin trên cao nhÃt giāa các nút trong quá trình DLB đã trç thành mát vÃn đÅ quan trãng, sÁ Ánh h°çng đÃn hiËu suÃt căa DLB Tuy nhiên, mát sç thuÃt toán ç trên không thÇ đáp ứng đ°ÿc să lăa chãn và bÁn chÃt căa c¢ cÃu cân bÇng tÁi tçi °u cùng mát

Trang 27

lúc ThÃ nên, nhāng cách phân phçi tiÃp cÃn th°ång có đ°ÿc să tçi °u cāc bá căa các giÁi pháp HiËu quÁ căa viËc giÁi quyÃt vÃn đÅ phân phçi tÁi trong mát sç tr°ång hÿp đặc biËt không phÁi là lý t°çng Chính vì điÅu đó, nó có thÇ đÁm bÁo cân bÇng tÁi và sÿ dāng hiËu quÁ tài nguyên vÃt lý căa toàn bá cām DÁu vÃy, cân bÇng tÁi l¿i là vÃn đÅ và chi phí chung căa đám mây trong các trung tâm dā liËu không đ°ÿc xem xét Nó chß tÃp trung vào quÁn lý máy Áo đÇ tng c°ång quÁn lý các trung tâm dā liËu đám mây đéng thåi nâng cao hiËu quÁ ho¿t đáng căa các trung tâm dā liËu điËn toán đám mây

Cân bÇng tÁi [11] có thÇ đ°ÿc chia thành 2 thÇ lo¿i: ● Cân bÇng tÁi cāc bá

● TÁi toàn cÅu Cân bÇng tÁi cāc bá đ°ÿc sÿ dāng đÇ cân bÇng dă báo tÁi trong mát trung tâm Nó phân phçi yêu cÅu từ phía máy khách sang máy chă đÇ đáp ứng nhu cÅu Lo¿i cân bÇng tÁi thứ hai là cân bÇng tÁi toàn cāc Nó quÁn lý và kiÇm soát yêu cÅu từ phía khách hàng tă đáng đÃn máy chă qua nhiÅu trung tâm dā liËu Ngoài ra, nó còn xÿ lý l°u l°ÿng trên cÁ hai mặt gói truyÅn tÁi Xÿ lý cân bÇng tÁi toàn cÅu cho să phức t¿p, nh°ng đéng thåi điÅu này c rÃt hāu ích cho truyÅn tÁi gói tin trên trung tâm dā liËu m¿ng Tính khÁ dāng đÁm bÁo rÇng, trong tr°ång hÿp thÃt b¿i, hË thçng vÁn tiÃp tāc ho¿t đáng nh° mong đÿi

Trang 28

Tng tính bÁo mÃt cho hË thçng: Thông th°ång khi ng°åi dùng gÿi yêu cÅu dách vā đÃn hË thçng, yêu cÅu đó sÁ đ°ÿc xÿ lý trên bá Cân bÇng tÁi Sau đó, thành phÅn Cân bÇng tÁi mãi chuyÇn tiÃp các yêu cÅu cho các máy chă bên trong Quá trình trÁ låi cho khách hàng cũng thông qua thành phÅn Cân bÇng tÁi Chính vì vÃy mà ng°åi dùng không thÇ biÃt đ°ÿc chính xác các máy chă bên trong cũng nh° ph°¢ng pháp phân tÁi đ°ÿc sÿ dāng BÇng cách này có thÇ ngn chặn ng°åi dùng giao tiÃp trăc tiÃp vãi các máy chă, ¿n các thông tin và cÃu trúc m¿ng nái bá Đéng thåi, ngn ngừa các cuác tÃn công trên m¿ng hoặc các dách vā không liên quan đang ho¿t đáng trên các cëng khác

1.3 Táng quan vÁ trí tuÇ nhân t¿o (AI)

Trí tuË nhân t¿o (AI) [1] là mát ngành khoa hãc máy tính liên quan đÃn viËc t¿o ra các ch°¢ng trình nhÇm māc đích tái t¿o nhÃn thức con ng°åi và các quá trình liên quan đÃn viËc phân tích să phức t¿p căa dā liËu Să ra đåi căa khái niËm này đ°ÿc liên kÃt phë biÃn vãi hái nghá Dartmouth nm 1956 [2] Tuy nhiên, công nghË t¿i thåi điÇm này đã giãi h¿n viËc ứng dāng AI GÅn đây, nhāng tiÃn bá đáng kÇ đã đ°ÿc thăc hiËn trong lĩnh văc sức m¿nh máy tính do công nghË phÅn cứng và phÅn mÅm đ°ÿc cÁi tiÃn Các cá nhân và të chức ç mát sç các ngành công nghiËp đang bÅt đÅu nhÃn ra tiÅm nng căa AI đÇ cÁi thiËn các ho¿t đáng hiËn t¿i VÃy nên, nghiên cứu AI đã đ°ÿc tiÃn hành trong nhiÅu lĩnh văc: y tÃ, điËn toán đám mây, xÿ lý Ánh,&

1.4 Táng quan vÁ machine learning

Hãc máy (Machine Learning / ML) [3] là mát ứng dāng căa trí tuË nhân t¿o (AI) cung cÃp cho máy móc khÁ nng tă đáng hãc håi và cÁi thiËn mà không cÅn đ°ÿc lÃp trình rõ ràng cho từng tác vā Machine Learning liên quan đÃn các ch°¢ng trình máy tính viÃt lÃp trình căa riêng chúng đÇ hoàn thành mát nhiËm vā đánh tr°ãc Quá trình này có thÇ đ°ÿc giám sát, bán giám sát hoặc không giám sát (Hình 1.1) Trong hãc tÃp có giám sát, máy đ°ÿc cung cÃp dā liËu trong đó mßi ví dā trong tÃp dā liËu đ°ÿc gÅn nhãn vãi câu trÁ låi Các câu trÁ låi sau đó sÁ đ°ÿc máy hãc thông qua thÿ và sai đÇ dă đoán câu trÁ låi từ tÃp dā liËu đã nhÃp Hãc tÃp không giám sát