Các giải pháp tiết kiệm năng lượng trong điện toán đám mây

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - P n u n C ến TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN C giải ph p ti t ki m n ng l ng i n to n mm y Chuyên ngành: Kỹ thuật truy n th ng LUẬN VĂN THẠC SĨ THUẬT K THUẬT TRUY N TH NG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PG T N u n Hữu T Hà Nội – N m 2015 n uận v n t t nghi p o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l ỜI C ng i n to n mm y ĐO N T i xin m o n luận v n ng trình nghiên ứu thực cá nhân tôi, c thực hi n d ới h ớng dẫn khoa học củ PGS TS Nguy n H u Th nh Các s li u, k t nghiên cứu luận v n trung thực Tôi xin chịu trách nhi m v nghiên cứu Học viên P n u n C ến uận v n t t nghi p o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l ng i n to n mm y ỤC ỤC ƠI CAM ĐO N MUC LUC .2 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT .5 DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ LỜI MỞ ĐẦU .10 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUNG TÂM DỮ LIỆU ĐIỆN TOÁN ĐÁ MÂY 13 1.1 Hệ thống trung tâm liệu sử dụng công nghệ đ ện toán đám m 13 1.1.1 Giới thiệu công nghệ đ ện toán đám m 13 1.1.2 u ƣớng công nghệ đ ện toán đám m 16 1.2 Các mô hình dịch vụ ứng dụn tron đ ện toán đám m 18 1.2.1 Các mô hình dịch vụ 18 1.2.2 Các mô ìn đám m 1.2.3 Các đặc tính Cloud computing 23 tron t ực tế 20 1.3 Việc sử dụn năn lƣợng hệ thống trung tâm liệu 25 1.4 Sự d o động củ lƣu lƣợng mạng trung tâm liệu 28 CHƢƠNG 2: KIẾN TRÚC TRUNG TÂM DỮ LIỆU ĐIỆN TOÁN ĐÁ MÂY 31 uận v n t t nghi p 2.1 o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l ng i n to n mm y Các vấn đề kỹ thuật hệ thống trung tâm liệu 31 2.1.1 Tỉ số oversubscription 31 2.1.2 Định tuyến đ đƣờng 32 2.1.3 Vấn đề kinh tế 32 2.1.4 Vấn đề tắc nghẽn 34 2.2 Các kiến trúc trung tâm liệu 34 2.2.1 Kiến trúc trung tâm liệu hai lớp 34 2.2.2 Kiến trúc trung tâm liệu lớp 36 2.2.3 Kiến trúc trung tâm liệu lớp tốc độ cao 37 2.2.4 Kiến trúc trung tâm liệu Fattree 38 CHƢƠNG 3: GIỚI THIỆU BỘ MÔ PHỎNG GREENCLOUD .42 3.1 Bộ mô GreenCloud 42 3.1.1 So sánh công cụ mô phỏn năn lƣợng có 42 3.1.2 Bộ mô NS-2 46 3.1.2 Cấu trúc mô GreenCloud 54 3.2 Các thành phần mô 55 3.2.1 Server 56 3.2.2 Hệ thống switch link 57 3.2.3 Tải công việc (workload) 59 CHƢƠNG 4: ĐÁNH GIÁ MÔ PHỎNG 62 4.1 So sánh việc sử dụn năn lƣợng kiến trúc 62 4.2 Kết mô 65 4.2.1 Phƣơn p áp DN server: 66 4.2.2 P ƣơn p áp DVF server: 71 4.3 So sánh việc tiêu thụ năn lƣợng mô hình 76 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 79 uận v n t t nghi p o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l ng i n to n mm y 5.1 Kết đạt đƣợc củ đề tài 79 5.2 Hƣớng phát triển củ đề tài 79 5.3 Kết luận 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 uận v n t t nghi p o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l ng i n to n mm y DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt API Tiếng Anh Tiếng Việt Giao di n lập trình ứng dụng Application Programming Interface CPU Centre Processing Unit Đơn vị xử lý trung tâm DVFS Dynamic Voltage and Sự ph n hi Frequency Scaling s Equal-cost multi-path routing Định n ECMP t ơng FLOPS Floating Point Operations Per i n p ộng tần ờng theo giá ơng S phép to n iểm ộng giây Second FTP File Transfer Protocol Giao thức truy n file GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô n gói tổng h p ICT Information and Công ngh thông tin truy n Communications Technology thông Institute of Electrical and Vi n kỹ s IEEE i n i n tử Electronics Engineers IP Internet Protocol Giao thức Internet ISV Independent Software Vendor Doanh nghi p phần m m ộc lập IT Information Technology Công ngh thông tin uận v n t t nghi p o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l ng i n to n mm y LAN Local Area Network Mạng di n hẹp MIPS Million Instructions Per Second S tri u l nh giây OPEX Operational Expenses Chi phí hoạt ộng PDA Personal Digital Assistant Máy kỹ thuật s hỗ tr cá nhân PSU Power Supply Unit Đơn vị cung cấp công suất RAM Random Access Memory Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên SLA Service Level Agreement Thỏa thuận mứ TCP Transmission Control protocol Giao thứ UDP User Datagram Protocol Giao thức d li u ng ời dùng WAN Wide Area Network Mạng di n rộng ộ dịch vụ i u khiển truy n vận uận v n t t nghi p o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l ng i n to n mm y DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Bảng so sánh grid computing cloud computing 25 Bảng 2.2: Bảng so sánh giá thành thi t bị gi a mô hình Fattree mô hình phân cấp 40 Bảng 3.3: So sánh gi a công cụ mô mạng ti t ki m n ng l ng 43 Bảng 4.4: Tham s cho mô m hình n ng l ng 63 Bảng 5: N ng l ng sử dụng thành phần server 64 Bảng 4.6: Bảng thành phần sử dụng n ng l ng sử dụng ph ơng ph p DNS không sử dụng DNS với 1536 Server 66 Bảng 4.7: Bảng thành phần tiêu thụ n ng l ng i với ki n trúc three-tier high speed 69 Bảng 4.8: Bảng thành phần sử dụng n ng l ng sử dụng ph ơng ph p DVFS không sử dụng DVFS với 1536 Server 71 Bảng 4.9: Bảng thành phần tiêu thụ n ng l ng i với ki n trúc three-tier high speed 73 uận v n t t nghi p o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l ng i n to n mm y DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Tổng quan mô hình cloud computing 15 Hình 2: Xu h ớng thị tr ờng so sánh gi a cloud computing grid computing 17 Hình 1.3: Mô hình dịch vụ cloud computing 19 Hình 4: C m hình m m y hính 20 Hình 1.5: M i quan h gi ặ tr ng m hình loud omputing 23 Hình 1.6: Thành phần tiêu thụ n ng l ng trung tâm d li u 27 Hình 7: u l ng trung tâm d li u ó 292 server ngày êm 29 Hình 8: u l ng vào cổng router 29 Hình 1.9: T ộ th y ổi n ng l ng vào/ra cổng Router DCN Google từ chủ nhật n thứ 30 Hình 2.10: Bảng so sánh giá thành ứng với tỉ s oversubscription khác thay ổi theo s host 33 Hình 2.11: Ki n trúc data center lớp 35 Hình 2.12: Ki n trúc data center lớp 37 Hình 2.13: Ki n trúc data center lớp t ộ cao 38 Hình 2.14: Ki n trúc data center Fattree 39 Hình 3.15: Cấu trúc t p mô NS-2 48 Hình 3.16: Tổng qu n NS2 d ới gó ộ ng ời dùng 49 Hình 3.17: Luồng ki n chạy file tcl NS 51 Hình 3.18: Ki n trúc NS-2 52 Hình 3.19: Vai trò Tclcl 53 Hình 3.20: Cấu trúc mô GreenCloud 55 Hình 21: N ng l ng tiêu thụ computing server 57 Hình 3.22: Thành phần n ng l ng tiêu thụ switch 59 Hình 23: Đồ thị biểu thị m i quan h gi a s server workload 65 Hình 4.24: Biểu thành phần sử dụng n ng l ng không sử dụng DNS Server 67 Hình 4.25: Biểu thành phần sử dụng n ng l ng sử dụng DNS Server 68 Hình 4.26: Biểu thành phần sử dụng n ng l ng mô hình lớp t ộ cao không sử dụng DNS Server 69 Hình 4.27: Biểu thành phần sử dụng n ng l ng mô hình lớp t ộ cao sử dụng DNS Server 70 uận v n t t nghi p o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l ng i n to n mm y Hình 4.28: Biểu thành phần sử dụng n ng l ng không sử dụng DVFS Server 72 Hình 4.29: Biểu thành phần sử dụng n ng l ng sử dụng DVFS Server 72 Hình 4.30: Biểu thành phần sử dụng n ng l ng mô hình lớp t ộ cao không sử dụng DVFS Server 74 Hình 4.31: Biểu thành phần sử dụng n ng l ng mô hình lớp t ộ cao sử dụng DVFS Server 75 DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Biểu 1: So s nh n ng l ng sử dụng ph ơng ph p DNS không sử dụng DNS mô hình three-tier 70 Biểu 2: So s nh n ng l ng sử dụng ph ơng ph p DVFS kh ng sử dụng DVFS mô hình three-tier t ộ cao 76 Biểu 4.3: So sánh vi c tiêu thụ n ng l ng switch mô hình 77 Biểu 4.4: So sánh vi c sử dụng công ngh DNS vi c không sử dụng công ngh DNS với h s load khác 78 uận v n t t nghi p o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l ng i n to n mm y Three-tier architecture sử dụn DN server 426.9 (W*h) (11%) Servers Access switches Aggregation switches Core switches 853.9 (W*h) (22%) 1395.5 (W*h) (35%) 1260.2 (W*h) (32%) Hình 4.25: Biểu đồ thành phần sử dụn năn lƣợng sử dụng DNS Server D ới y ảng k t mô phỏng ki n trức three-tier high-speed không sử dụng DNS server sử dụng DNS server: Tham s mô N ng l ng tiêu thụ N ng l ng tiêu không sử dụng thụ sử dụng DNS server (W*h) DNS server (W*h) Data center (tổng cộng) 5867.4 (100%) 4022.4 (100%) Servers 3240.5 (55%) 1395.5 (35%) Access Switches 1260.2 (21%) 1260.2 (31%) 420 (7%) 420 (10%) 946.7(16%) 946.7(24%) Aggregation Switches Core Switches 68 uận v n t t nghi p o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l ng i n to n mm y Bảng 4.7: Bảng thành phần tiêu thụ năn lƣợn kiến trúc threetier high speed Three-tier high-speed architecture k ôn sử dụn DN erver 946.7 W*h (24%) Servers Access switches Aggregation switches 420 W*h (10%) Core switches 1260.2 W*h (31%) 3240.5 W*h (55%) Hình 4.26: Biểu đồ thành phần sử dụn năn lƣợng mô hình lớp tốc độ cao không sử dụng DNS Server Nhận xét: Ki n trúc lớp t với ki n trúc lớp, phần n ng l ộ cao có phần n ng l ng gi a Servers access switches gi ng hoàn toàn Trong ó ki n trúc lớp t ộ cao có phần n ng l Aggregation switches nhỏ Core swit hes ng nhân gây swit h ó dung l trung tâm d li u lớp t ng tiêu t n gần ngang ng tiêu thụ c lại với ki n trúc lớp Nguyên ng cao 100 GE core switch ki n trúc ộ cao Chính nh ng switch ẩy giá thành thi t k nh ng trung tâm d li u lên cao 69 uận v n t t nghi p o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l ng i n to n mm y Three-tier high-speed architecture dụn DN erver Servers 946.7 W*h (16%) Access switches Aggregation switches Core switches 1395.5 W*h (35%) 420 W*h (7%) 1260.2 W*h (21%) Hình 4.27: Biểu đồ thành phần sử dụn năn lƣợng mô hình lớp tốc độ cao sử dụng DNS Server 7000 6000 5000 Server 4000 Core Switch Aggregation Switch 3000 Access Switch 2000 1000 Không dùng DNS Sử dụng DNS Biểu đồ 4.1: o sán năn lƣợng sử dụn p ƣơn p áp DN k không sử dụng DNS mô hình three-tier 70 uận v n t t nghi p o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l ng i n to n Nhận xét: Vi c sử dụng ph ơng ph p giảm thiểu n ng l DNS ã giảm ng kể l ng tiêu thụ n ng l xu ng 1395.5 W*h t ơng mm y ng ph ơng ph p ng servers (giảm từ 3240.5 W*h ơng 2.3 lần) mô hình three-tier mô hình three-tier high-speed Đ y cách quản lý công suất hi u Mở rộng mô Các phần n ng l quản lí n ng l i với m hình kh , t ũng thu c k t t ơng tự ng tiêu thụ swit h kh ng th y ổi áp dụng ph ơng ph p ng server Vi c tắt server có h s load nh hình s 23) cho ta hi u sử dụng n ng l ng cao Các nghiên cứu v sử dụng ph ơng ph p DVFS, p dụng với server có h s load lớn h ạt cự ại (phần d c hình s 23) ũng ạt k t khả quan vi c ti t ki m n ng l ng [6] 4.2.2 P ƣơn p áp DVF server: D ới y ảng k t mô phỏng ki n trức three-tier không sử dụng DVFS server sử dụng DVFS server: Tham s mô N ng l ng tiêu thụ N ng l ng tiêu thụ không sử dụng sử dụng DVFS DVFS server (W*h) server (W*h) Data center (tổng cộng) 5781.5 (100%) 5336.7 (100%) Servers 3240.5 (56%) 2795.7 (35%) Access Switches 1260.2 (22%) 1260.2 (32%) Aggregation Switches 853.9 (15%) 853.9 (22%) Core Switches 426.9 (7%) 426.9 (11%) Bảng 4.8: Bảng thành phần sử dụn năn lƣợng sử dụng p ƣơn p áp DVF k ôn sử dụng DVFS với 1536 Server 71 uận v n t t nghi p o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l ng i n to n mm y Three-tier architecture k ôn sử dụn DVF server 426.9 W*h (7%) Servers Access switches 853.9 W*h (15%) Aggregation switches Core switches 1260.2 W*h (22%) 3240.5 W*h (56%) Hình 4.28: Biểu đồ thành phần sử dụn năn lƣợng không sử dụng DVFS Server Three-tier architecture sử dụn DVF server 426.9 W*h (8%) Servers 853.9 W*h (16%) Access switches Aggregation switches Core switches 1260.2 W*h (24%) 2795.7 W*h (52%) Hình 4.29: Biểu đồ thành phần sử dụn năn lƣợng sử dụng DVFS Server 72 uận v n t t nghi p D ới o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l ng i n to n mm y y ảng k t mô phỏng ki n trức three-tier high-speed không sử dụng DVFS server sử dụng DVFS server: Tham s mô N ng l ng tiêu thụ N ng l ng tiêu không sử dụng thụ sử dụng DVFS server (W*h) DVFS server (W*h) Data center (tổng cộng) 5867.4 (100%) 5422.6 (100%) Servers 3240.5 (55%) 2795.7 (35%) Access Switches 1260.2 (21%) 1260.2 (32%) 420 (7%) 420 (22%) 946.7(16%) 946.7 (11%) Aggregation Switches Core Switches Bảng 4.9: Bảng thành phần tiêu thụ năn lƣợn kiến trúc threetier high speed 73 uận v n t t nghi p o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l ng i n to n mm y Three-tier high-speed architecture k ôn sử dụn DVF erver 946.7 W*h (16%) Servers Access switches 420 W*h (7%) Aggregation switches Core switches 3240.5 W*h (55%) 1260.2 W*h (21%) Hình 4.30: Biểu đồ thành phần sử dụn năn lƣợng mô hình lớp tốc độ cao không sử dụng DVFS Server Nhận xét: Ki n trúc lớp t ộ cao có phần n ng l ng tiêu t n gần ngang với ki n trúc lớp sử dụng ph ơng ph p quản lý công suất DVFS phần n ng l gi a switches gi ng nh u hoàn toàn N ng l ng tiêu thụ server giảm i servers (giảm từ 3240.5 W*h xu ng òn 2795 W*h t ơng ng ng kể ơng 1.2 lần) mô hình three-tier mô hình three-tier high-speed Đ y cách quản lý công suất t ơng i hi u quả, nh ng so với ph ơng ph p DNS kh ng hi u 74 uận v n t t nghi p o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l ng i n to n mm y Three-tier high-speed architecture dụn DVF erver 946.7 W*h (17%) Servers Access switches 420 W*h (8%) Aggregation switches Core switches 1260.2 W*h (23%) 2795.7 W*h (52%) Hình 4.31: Biểu đồ thành phần sử dụn năn lƣợng mô hình lớp tốc độ cao sử dụng DVFS Server 75 uận v n t t nghi p o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l ng i n to n mm y 7000 6000 5000 Server 4000 Core Switch Aggregation Switch 3000 Access Switch 2000 1000 Sử dụng DVFS Không dùng DVFS Biểu đồ 4.2: o sán năn lƣợng sử dụn p ƣơn p áp DVF k không sử dụng DVFS mô hình three-tier tốc độ cao 4.3 So sánh việc tiêu thụ năn lƣợng mô hình Để nh gi vi c tiêu thụ n ng l ng gi a mô hình với s l ng server 1536 với mô hình three-tier three-tier high speed Ta thấy vi c tiêu thụ n ng l ng gi a switch mô hình khác Hai mô hình three-tier three-tier high-speed có tổng l ó, n ng l ng l ng tiêu thụ switch gần nh nh u Trong ng tiêu thụ server, với tham s , không khác gi a cấu trúc Nh vậy, qua biểu 3, ta thấy ng y hình three-tier high speed n ng l ng tiêu thụ switch mô o so với mô hình three-tier Nh ng với vi c giá thành thi t bị cao, nên mô hình three-tier high speed h thực t ki n trúc trung tâm d li u 76 m hình th ng dụng uận v n t t nghi p o họ W*h 2500 Các giải pháp ti t ki m n ng l ng i n to n mm y M hình n ng l ng 2000 1500 Access Aggregation Core 1000 500 Three-tier Three-tier high-speed Biểu đồ 4.3: So sánh việc tiêu thụ năn lƣợng switch mô hình So sánh kết mô với hệ số load server khác T nh gi k t mô với h s load server lần l t 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 0.9 H s load server mức cao ứng với vi c server thực hi n nhi u task, CPU hoạt ộng nhi u Do vậy, s server c chuyển sang ch nhờ công ngh DNS giảm dần Do ó, vi c ti t ki m n ng l ng i với tr ờng h p có h s load server cao hi u Nhìn vào biểu d ới server lo d = n ng l gần 85% n ng l server Trong ó với h s server lo d 9, n ng l DNS áp dụng DNS server lần l ng tiêu thụ ng tiêu thụ không áp dụng t 4574.6 W*h 4184.9 W*h, tức ti t ki m ng tiêu thụ Vi c ti t ki m n ng l ngh DNS giảm dần từ h s lo d nhìn khái quát v vấn y, với mức ng tiêu thụ không áp dụng DNS áp dụng DNS 2795.7 W*h 466.1 W*h, tức ti t ki m c khoảng gần 10 % n ng l ộ sleep mode ng sử dụng công n 0.9 theo tỉ l Biểu s cho ta 77 uận v n t t nghi p 5000 o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l ng i n to n mm y W*h 4500 4000 3500 K ôn áp dụn b ện p áp quản lý năn lƣợn 3000 2500 Áp dụn DN để t ết k ệm năn lƣợn 2000 1500 1000 500 ệ số lo d 0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 Biểu đồ 4.4: So sánh việc sử dụng công nghệ DNS việc không sử dụng công nghệ DNS với hệ số load khác Trong nghiên cứu khác [6], ng ời ta sử dụng k t h p ph ơng ph p DNS DVFS cho hi u cải thi n mứ ảm bảo cho l o Phần d c củ ng server d trự (khoảng 50 server , ể vi c bật tắt server không di n cách liên tục, tránh gây ảnh h ởng v vấn mứ thị hình s 23, kỹ thuật Vì thực t , ộ sử dụng Internet d o ộng nhỏ khoảng thời gian ngắn sử dụng Internet S server d tr nhi u vi c tránh bật tắt cách liên tục hi u ng c lại, vi c ti t ki m n ng l ng ũng giảm i 78 uận v n t t nghi p o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l ng i n to n mm y CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết đạt đƣợc củ đề tài Đồ án thu kết sau:  Thứ nhất, tác giả ã tìm hiểu c nh ng ki n thức chung v h th ng i n to n trung tâm d li u sử dụng công ngh mm y  Thứ hai, tác giả ã nghiên cứu tìm hiểu v cấu trúc trung tâm d li u, vấn l kỹ thuật củ ph ơng ph p ti t ki m n ng n ng ng DNS DVFS sử dụng trung tâm d li u i n to n mm y tìm hiểu chạy mô mô GreenCloud  Thứ ba, tác giả ã ti n hành mô vi c sử dụng n ng l ng trung tâm d li u ki n trúc khác ti n hành phân tích so sánh gi a ki n trúc Ngoài ra, tác giả ũng vào ph ơng ph p DNS ph ơng pháp DVFS, ti n hành so sánh gi a vi c sử dụng ph ơng ph p không sử dụng ph ơng ph p K t ạt s l c nh ng hạn ch với vi c mô ng server t ơng i nhỏ so với thực t vụ cho mô vi c mô 5.2 p ứng với ũng nh hạn ch máy tính phục c thực hi n m i tr ờng lý thuy t Hƣớng phát triển củ đề tài  Triển kh i, nh gi h th ng trung tâm d li u thực t doanh nghi p, với s l ng server khoảng 3000 với cấu hình nh tài  Nghiên cứu kỹ giải pháp quản lý công suất DVFS ph ơng ph p DNS DVFS switch server 79 tài, sử dụng uận v n t t nghi p o họ  Ti n hành Các giải pháp ti t ki m n ng l ng i n to n nh gi so s nh với loại worklo d kh mm y nh u nh DIWs CIWs 5.3 Kết luận Vấn ti t ki m n ng l ng ng c coi nh ng vấn trung tâm th giới ngày n y ặc bi t b i cảnh nguồn nhiên li u hóa thạ h nh th n dầu mỏ ng ngày àng ạn ki t Bên cạnh ó khí sức ép v bảo v m i tr ờng, hi u ứng nhà kính nóng lên toàn cầu yêu cầu trở nên cấp bách Trong ó, trung t m d li u nh ng nơi tiêu thụ nhi u n ng l ng, bên cạnh hi phí n ng l ng n ng l ng cho hoạt ộng cần thi t phải l ng lớn cho h th ng làm mát Vì vậy, vi c ti t ki m n ng l trung tâm d li u cần thi t Trong tiêu thụ n ng l thụ n ng l ng h th ng tài này, tác giả ã so s nh, ng mô hình trung tâm d li u, x ng h th ng Bên cạnh ó, t nh gi mứ ộ ịnh thành phần tiêu giả vào hai ph ơng pháp quản lý công suất DNS DVFS nhằm ảm bảo tắt bớt server rỗi ũng nh dung hòa gi a hi u n ng tính to n server vi c sử dụng n ng l ng cho k t khả qu n, ặc bi t thời iểm h s load server mức thấp Tác giả hy vọng nghiên cứu thể áp dụng c k t h p với nghiên cứu kh tài c thực ti n, góp phần nhằm giảm l ng tiêu thụ n ng l ể có ng trung tâm d li u Một lần n , em xin h n thành m ơn PGS.TS Nguy n Hữu Thanh, vi n Đi n tử vi n thông, vi n Đào tạo s u ại học ã nhi t tình bảo, giúp ỡ em trình thực hi n tài 80 uận v n t t nghi p o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l ng i n to n mm y TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Andreas Berl, Erol Gelenbe, Marco di Girolamo, Giovanni Giuliani, Herm nn de Meer, Minh Qu n D ng nd ost s Pentikousis 2009 , “Energy-Efficient Cloud Computing” Pu lished y Oxford University Press on eh lf of The British Computer Society [2] Ashk n Ghol mhosseini n & Ahm d h lifeh 2012 , “Cloud Computing nd Sust in ility: Energy Effi ien y Aspe ts” S hool of Inform tion S ien e, Computer and Electrical Engineering Halmstad University [3] Brandon Heller, Srini Seetharaman, Priya Mahadevan, Yiannis Yiakoumis, Puneet Sh rm , Suj t B nerjee, Ni k M eown, “ElasticTree: Saving Energy in Data Center Networks” St nford University, P lo Alto, CA USA, Deuts he Telekom R&D Lab, Los Altos, CA USA, Hewlett-Packard Labs, Palo Alto, CA USA [4] Buyy R, R nj n R, C lheiros RN 2009 , “Modeling and simulation of scalable cloud computing environments and the CloudSim toolkit: challenges and opportunities” In Proceedings of the 7th high performance computing and simulation conference, Leipzig, Germany, June [5] Chen Y, Das A, Qin W, Sivasubramaniam A, Wang Q, Gautam N (2005) “Managing server energy and operational costs in hosting centers” In: Proceedings of the ACM SIGMETRICS international conference on measurement and modeling of computer systems ACM, New York, pp 303–314 [6] D Kliazovich, P Bouvry, Y Audzevich, and S U Khan IEEE, “GreenCloud: a packet-level simulator of energy-aware cloud computing data centers”, 53rd Global Communications Conference (Globecom), Miami, FL, USA, December 2010 [7] D li zovi h, P Bouvry, nd S mee U h n, “DENS: Data Center EnergyEfficient Network-Aw re S heduling” IEEE/ACM International Conference on Green Computing and Communications (GreenCom), Hangzhou, China, 2010 [8] D Kliazovich, S T Arzo, F Granelli, P Bouvry, and S U Khan, “e-STAB: Energy-Efficient Scheduling for Cloud Computing Applications with Traffic Load 81 uận v n t t nghi p o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l ng i n to n mm y B l n ing” in the IEEE International Conference on Green Computing and Communications and IEEE Internet of Things and IEEE Cyber, Physical and Social Computing (GreenCom), pp 7-13, 2013 [9] D Kliazovich, P Bouvry, and Samee U Khan, ”Cluster Computing, spe i l issue on Green Networks “, vol 16, no 1, pp 65-75, 2013 [10] Jayant Baliga, Robert W A Ayre, Kerry Hinton, and Rodney S Tucker, “Green Cloud Computing: B l n ing Energy in Pro essing, Stor ge, nd Tr nsport” Proceedings of the IEEE 0018-9219-2010 IEEE Vol 99, No 1, January 2011 [11] Mohammad Al-F res, Alex nder oukiss s, Amin V hd t, ”A Scalable, Commodity Data Center Network Architecture”, University of C liforni , S n Diego SIGCOMM’08,August 17–22, 2008, Seattle, Washington, USA [12] Seyyed Mohsen Hashemi, Amid Khatibi Bardsiri, “Cloud Computing vs Grid Computing” ,Vol 2, No.5,May 2012 [13] Cloud Computing on IBM developer, available https://www.ibm.com/developerworks/cloud/index.html?S_TACT=105AGY75, cập lần cu i 25/6/2014 at: truy [14] Đi n to n m m y, tại: http://en.wikipedia.org/wiki/Cloud_computing, truy cập lần cu i 25/6/2014 [15] Nhóm NetSim, “Gi o trình thực hành NS-2” tập Một s nguồn tài li u kh c lấy Internet 82 [...]... cung cấp các chứ n ng tính to n nh là một ti n ích Các công ty hoạt ộng trong lĩnh vực IT lớn nh Mi rosoft, IBM, Google, trong ó IBM tiên phong trong lĩnh vự i n to n m m y cùng với các h p ồng vi c phân ph i d li u hay dịch vụ hostings 1.1 Hệ thống trung tâm dữ liệu sử dụng công nghệ đ ện toán đám m 1.1.1 Giới thiệu công nghệ đ ện toán đám m Điện toán đám mây (Cloud Computing) là một giải pháp toàn... u các thi t bị rỗi càng t t mà vẫn ảm bảo chất l ng dịch vụ (QoS) Sau một thời gian nghiên cứu, tác giả ã hoàn thành luận v n t t nghi p thạ sĩ với tài Các giải pháp tiết kiệm năn lƣợn tron đ ện toán đám mây Nội dung củ ngh tài tập trung v vi c tìm hiểu v h th ng trung tâm d li u sử dụng công i n to n m m y, sử dụng bộ công cụ GreenCloud ể mô phỏng n ng l 10 ng uận v n t t nghi p o họ Các giải pháp. .. hính trong thực t Bao gồm các m m y ộng ồng, m m y riêng và Hình 1.4: Các mô ìn đám m 20 c ín mm yl i uận v n t t nghi p Các đám m o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l côn cộng là các dịch vụ cung cấp Chúng tồn tại ngoài t ờng lửa củ c nhà cung cấp m m y quản lý C ng trong i n to n mm y mm y ng ời bán) c bên thứ ng ty và húng mm y l u tr ầy ủ và ng ộng c gắng cung cấp cho ng ời tiêu dùng với các phần... o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l Ch ơng này giới thi u v công ngh các mô hình dịch vụ, l i n to n ng trong i n to n mm y m m y gồm giới thi u ơ ản, ặc tính, h th ng trung tâm d li u và vấn sử dụng n ng ng trong h th ng trung tâm d li u  C ƣơn 2: Kiến trúc hệ thống trung tâm dữ liệu đ ện toán đám m Giới thi u v các ki n trúc trong trung tâm d li u (ki n trúc Fattree, 2 lớp, 3 lớp, ộ cao) và các vấn... h ớng phát triển tài trong t ơng l i Hà Nộ , t án năm 2015 Học viên Phùng Xuân Chiến 12 uận v n t t nghi p o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l ng trong i n to n mm y CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUNG TÂM DỮ LIỆU ĐIỆN TOÁN ĐÁ Trong nh ng n m gần y, các dịch vụ i n to n ÂY m m y ã ngày àng trở nên phổ bi n dựa trên sự phát triển của h th ng trung tâm d li u và các mô hình tính toán song song Khái... (SLA) Một trong nh ng nhi m vụ trọng tâm trong h th ng data center là t i u hó n ng l ng h th ng, qu xu ng mức thấp nhất N ng l ó góp phần làm giảm tổng chi phí hoạt ộng (OPEX) ng sử dụng trong data center bao gồm tổng n ng l sử dụng ở các thành phần củ d t enter nh server, swit h và link 27 ng uận v n t t nghi p o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l Nh ng giải pháp ti t ki m n ng l quả n ng l ng trong i... o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l ng trong i n to n mm y k t n i với bất kì các host nào khác với full bandwith trên giao di n mạng của nó Tỉ s oversu s ription là 5:1 nghĩ là hỉ ó 20% ng th ng tr ờng h p Các thi t k các host trong một s c sử dụng tại liên k t gi a iển hình có h s 2,5:1(400 Mbps) tới 8:1 (125 Mbps) 2.1.2 Định tuyến đ đƣờng Vận chuyển một l ng full bandwith gi a các host tùy ý trong. .. tất cả các tùy chọn cấu hình có sẵn Ngoài r , 21 m m y m ng lại cho công m m y riêng là lý t ởng khi các uận v n t t nghi p kiểu công vi o họ ng Các giải pháp ti t ki m n ng l ng trong i n to n c thực hi n không thi t thực cho một mm y m m y hung, do úng với các m i quan tâm v an ninh và v quản lý Đám m l mm y là một sự k t h p củ ng ộng và riêng Nh ng m m y này th ờng do doanh nghi p tạo ra và các trách... tổng chi phí cho Cloud Computing trên th giới 17 uận v n t t nghi p o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l Lý do lựa chọn đ ện toán đám m C ng trong i n to n : lý do ó ơ sở, quan trọng v kinh doanh và công ngh th ng tin dịch chuyển sang mô hình i n to n có nh ng iểm ơ ản  C p í m m y Vi i với sự oi thuê ngoài nh một giải pháp c xem là các lý do nh s u: ảm: Đi n to n vận hành vì mm y m m y ó thể làm giảm... mà kh ng qu n t m m m y, ứng dụng thực hi n một n bất kỳ cấu hình cụ thể nào 13 h ộc uận v n t t nghi p o họ Các giải pháp ti t ki m n ng l Nói một cách cụ thể, ó là m hình mà mọi th ng tin ng trong i n to n u mm y l u tr , tính toán và xử lý trong các máy chủ ặt trên Internet Vi c tập h p các k t n i, phần m m và dịch vụ dựa trên mạng m y tính ịnh vị m y” Nh ng thao tác công vi c từ xa với u ó trên