Nghiên cứu phòng chống bế tắc trong cung cấp tài nguyên phân tán cho hệ thống máy chủ ảo (TT)

1 MỞ ĐẦU Vấn đề cung cấp tài nguyên hệ thống tính toán phân tán quy mô lớn tính toán lưới, tính toán đám mây nghiên cứu vài thập kỷ gần Trong năm 2016, theo đánh giá Hiệp hội Điện toán Đám mây châu Á (CloudAsia) vấn đề cung cấp tài nguyên, dịch vụ quan trọng điện toán đám mây trở thành yêu cầu chủ yếu ứng dụng khoa học công nghệ công nghiệp Trong bảng số liệu thống kê năm 2016 số sẵn sàng dịch vụ điện toán đám mây Việt Nam đứng thứ 14 so với nước châu Á HongKong có bước nhảy vọt vượt qua Japan xếp đầu bảng xếp hạng, tăng điểm, Japan bị giảm điểm Trong nghiên cứu trước đây, phương pháp cung cấp tài nguyên thường áp dụng cho trường hợp sử dụng cụ thể Khi đánh giá mức độ hiệu hệ thống cung cấp tài nguyên, nghiên cứu chủ yếu dựa vào thời gian chờ hàng đợi, băng thông, tốc độ truy cập hay tổng thời gian tiến trình đợi trước thực thi Hệ thống máy chủ ảo tạo từ trung tâm liệu DC (Data Center ) Các trung tâm liệu thiết lập từ hàng trăm máy chủ vật lí (gọi dịch vụ sở hạ tầng) Tài nguyên vật lí máy chủ thường là: xử lí trung tâm CPU (Central Processing Unit), nhớ RAM (Random Access Memory), ổ đĩa cứng HDD (Hard Disk Drive), gọi tài nguyên phần cứng Ngoài ra, nguồn tài nguyên khác xem xét trình ứng dụng, gói phần mềm sở liệu, gọi tài nguyên mềm Việc tạo lập sách cung cấp tài nguyên, đáp ứng yêu cầu tài nguyên từ phía người sử dụng phụ thuộc vào khả lõi vi xử lí CP (Core Proccessor ) xử lí trung tâm CPU máy chủ vật lí Tại trung tâm liệu, máy chủ ảo tạo sở trừu tượng hóa tài nguyên máy chủ vật lí, cho phép triển khai dịch vụ ảo hóa Tuy nhiên, để khắc phục vấn đề thiếu thốn tài nguyên, giảm độ trễ đám mây khả cải thiện hiệu suất mạng, máy chủ ảo (theo yêu cầu nhóm người sử dụng) phải tạo trung tâm liệu thích hợp Các nghiên cứu, chậm trễ cung cấp tài nguyên làm cho lưu lượng biến động Do vậy, trường hợp xấu gây ổn định môi trường điện toán đám mây Bế tắc vấn đề khó khăn thiết kế trì hoạt động máy chủ ảo Giải bế tắc giúp cung cấp tài nguyên cách hiệu quả, không tốn thời gian quay vòng lặp, khả sẵn sàng đảm bảo độ tin cậy hệ thống Vấn đề giải cấp độ khác hệ thống máy chủ ảo như: thiết kế, lập lịch, lập kế hoạch kiểm soát Luận án quan tâm sâu giải vấn đề: phát hiện, phòng chống bế tắc cung cấp tài nguyên phân tán cho hệ thống máy chủ ảo giai đoạn lập lịch kiểm soát tiến trình cung cấp tài nguyên hạ tầng dịch vụ Luận án bao gồm: Phần mở đầu, nội dung gồm ba chương phần kết luận Chương 1: trình bày tổng quan phòng chống bế tắc cung cấp tài nguyên phân tán cho hệ thống máy chủ ảo Nội dung cụ thể chương bao gồm: khái niệm hệ thống máy chủ ảo, tổng quan công trình nghiên cứu ứng với phương pháp cung cấp tài nguyên nay, tóm tắt hướng tiếp cận khác cho việc nghiên cứu cung cấp tài nguyên Tiếp đến, trình bày khái niệm tính chất bế tắc, phát bế tắc, phòng tránh bế tắc, ngăn chặn bế tắc hệ điều hành, hệ thống phân tán v.v Cuối chương đưa đánh giá công trình nghiên cứu đề xuất hướng tiếp cận thực luận án Chương 2: trình bày mô hình cung cấp tài nguyên phân tán giải toán bế tắc hệ thống phân tán máy chủ ảo không Dựa mô hình cung cấp tài nguyên tổng quát hệ phân tán P-out-of-Q, luận án đưa mô hình cung cấp tài nguyên M VM-out-of-1 PM, mô hình M VM-out-of-N PM VM máy ảo PM máy vật lí mô hình cung cấp tài nguyên không Trong chương, mô hình toán cung cấp tài nguyên tối ưu dựa tiếp cận tối ưu tài nguyên thời gian tránh lặp vòng trình bày Chương 3: trình bày đề xuất, thuật toán cải tiến song song phát bế tắc (PDDA) cung cấp tài nguyên máy chủ ảo không nhất, thuật toán ngăn chặn bế tắc mô hình cung cấp tài nguyên đề xuất chương phân tích đánh giá kết mô Các kết luận án báo cáo thảo luận hội nghị, hội thảo khoa học; đánh số tham chiếu theo quy cách (1) -> (9) (trang 102 tới 103) Trong kết công bố (5), (6), (7), (8) đánh số theo Scopus hai kết (5), (7) cập nhật kỷ yếu (ISI ) Các tài liệu tham khảo luận án đánh số tham chiếu theo quy cách [xyz] nêu trang 104 - 111 Chương TỔNG QUAN VỀ PHÒNG CHỐNG BẾ TẮC TRONG CUNG CẤP TÀI NGUYÊN PHÂN TÁN CHO HỆ THỐNG MÁY CHỦ ẢO Máy chủ ảo, gần máy chủ thật, ngày trở nên phổ biến kể từ mắt VMware GSX Server Các máy chủ ảo thông qua lớp tảng ảo hóa gọi hypervisor, thực việc liên lạc trực tiếp với tảng phần cứng phía dưới, quản lý cung cấp tài nguyên cho hệ điều hành khác nằm Đối với máy chủ ảo hệ điều hành cung cấp phần tài nguyên máy chủ vật lý, tài nguyên ảo phụ thuộc vào nhu cầu người sử dụng Hypervisor hay gọi giám sát máy ảo Virtual Machine Monitor (VMM), lớp phần mềm “mỏng” phần cứng hệ điều hành phép hệ điều hành quản lý sử dụng tài nguyên phần cứng lúc Máy chủ ảo hoạt động hoàn toàn máy chủ vật lý truyền thống, người sử dụng toàn quyền quản trị máy chủ ảo với quyền quản trị cao nhất, đảm bảo tính bảo mật cao Có thể dùng máy chủ ảo để thiết lập Web Server, Mail Server server ứng dụng khác cài đặt riêng theo nhu cầu dễ dàng chia liệu, truyền liệu Các nhà cung cấp dịch vụ Internet Service Provider (ISP) cung cấp dịch vụ máy chủ ảo, quản lí không gian lưu trữ, trì hoạt động, tạo thêm loại bỏ bớt khách hàng Sử dụng máy chủ ảo, công ty, hay cá nhân quản lý thư mục tập tin riêng họ, tạo thêm tài khoản e-mail thêm vào địa (IP) Người sử dụng bổ sung tên miền, mà không cần có tham gia nhà cung cấp dịch vụ (ISP), quản lý ghi phân tích thống kê trì hoạt động, thay đổi mật Ngoài ra, người sử dụng máy chủ ảo không cần quản lý khía cạnh phần cứng máy chủ, phải chịu chi phí thuê dịch vụ chi phí đường truyền Internet Hệ thống máy chủ ảo môi trường điện toán đám mây đời kết hợp công nghệ máy tính dựa vào môi trường truyền thông Tập máy chủ ảo chạy hai nhiều máy chủ vật lý sở chương trình cung cấp dịch vụ ảo hóa Có thể nói nhà cung cấp dịch vụ VMware hay Microsoft Virtual Server cung cấp giải pháp tin cậy thông minh quản lý tài nguyên điện toán đám mây Chương MÔ HÌNH CUNG CẤP TÀI NGUYÊN PHÂN TÁN GIẢI QUYẾT BẾ TẮC CHO HỆ THỐNG MÁY CHỦ ẢO KHÔNG THUẦN NHẤT Mô hình cung cấp tài nguyên cho hệ thống máy chủ ảo phân tán điện toán đám mây kế thừa phát triển từ sở hệ thống phân tán Chương trình bày mô hình: mô hình cung cấp tài nguyên phân tán P-out-of-Q, mô hình cung cấp tài nguyên phân tán M VM-out-of-1PM, mô hình cung cấp tài nguyên phân tán M VM-out-of-NPM, mô hình cung cấp tài nguyên cho hệ thống máy chủ ảo tảng phân tán không 2.1 Mô hình cung cấp tài nguyên phân tán 2.1.1 Mô hình cung cấp tài nguyên phân tán MVM-out-of-1PM Dựa mô hình cung cấp tài nguyên phân tán P-out-of-Q mô hình cung cấp tài nguyên theo yêu cầu, phần luận án đề xuất mô hình cải tiến cung cấp tài nguyên theo yêu cầu cho máy ảo: Mô hình cung cấp tài nguyên phân tán M VM-out-of-1PM (VM máy ảo, PM máy vật lý ) trình bày công bố số (9) mô hình cung cấp tài nguyên phân tán M VM-out-of-NPM trình bày công bố số (9) Mô hình phân tán M VM-out-of-1PM mô tả M máy ảo cư trú máy vật lý PM Tài nguyên máy vật lý PM, bao gồm nguồn tài nguyên như: CPU, RAM, HDD tài nguyên mềm phân chia logic cho máy ảo VM sử dụng Trong mô hình cung cấp tài nguyên máy chủ ảo, số lượng thông điệp yêu cầu nằm hàng đợi số lượng máy ảo tạo mức độ chi tiết yêu cầu cung cấp thành phần tài nguyên (ví dụ: CPU, RAM, HDD) Để cung cấp tối ưu tài nguyên, cung cấp tài nguyên đưa sách, định tài nguyên phân bổ, tài nguyên phân bổ cho máy ảo, nâng cao hiệu ứng dụng Do cần có mô hình yêu cầu tài nguyên, cho phép thiết kế thuật toán cung cấp tài nguyên theo yêu cầu tài nguyên máy ảo máy chủ vật lý Trong mô hình yêu cầu tài nguyên này, cần cân đối hợp lý yêu cầu tài nguyên khả cung cấp tài nguyên, để có chất lượng dịch vụ tốt nhất, đòi hỏi khai thác tối ưu nguồn tài nguyên có máy vật lý Lưu ý tài nguyên máy chủ vật lý thường giới hạn Khả cung cấp tài nguyên hệ tập trung xác định theo công thức sau: n m Cij CP U E CP U = ACP U + (2.1) i=1 j=1 Trong đó: ECP U : Tổng số tài nguyên CPU; ACP U : Số tài nguyên CPU U chưa cấp phát; CCP : Tài nguyên CPU bị n tiến trình khác chiếm giữ ij Dựa công trình nghiên cứu tác giả Lasdon lý thuyết tối ưu cho hệ thống lớn công trình nghiên cứu tác giả Yixuan Song , luận án đề xuất mô hình cung cấp tài nguyên tối ưu cho mô hình M VM-out-of-1PM trình bày chi tiết danh mục công trình tác giả (9) Các ký hiệu sau sử dụng: - M số lượng máy ảo VM cư trú máy chủ - Eit tổng nguồn tài nguyên (CPU, tài nguyên khác) sẵn sàng cung cấp máy ảo - Dit yêu cầu tài nguyên máy ảo V Mi thời điểm t - Qit mức độ đáp ứng yêu cầu - SPi độ ưu tiên tĩnh yêu cầu tài nguyên máy ảo thứ i - Φi ngưỡng chất lượng yêu cầu tài nguyên máy ảo thứ i - Ci tài nguyên cung cấp cho V Mi Ở sử dụng ngưỡng tài nguyên tối thiểu Ci để tránh tương tranh máy ảo tương tranh nguồn tài nguyên Ví dụ: CijCP U tài nguyên CPU tối thiểu để cung cấp cho máy ảo V Mi Hàm Ft xác định chất lượng đáp ứng yêu cầu, tương ứng với độ ưu tiên tĩnh yêu cầu tài nguyên M Ft = i=1 Qit × SPi Φi (2.2) Trong công thức 2.2 mức độ đáp ứng yêu cầu Qit phụ thuộc vào tổng nguồn tài nguyên hệ thống yêu cầu tài nguyên thời điểm t xác định theo công thức Qit sau: Qit = fi (Eit , Dit ) (2.3) Vậy công thức (2.2) viết lại sau: M Ft = i=1 Qit × SPi = Φi M i=1 fi (Eit , Dit ) × SPi Φi (2.4) Vấn đề cung cấp tài nguyên dịch vụ hạ tầng (IaaS) làm kiểm soát việc cung cấp tài nguyên cho máy ảo cách hiệu quả, khắc phục hạn chế tài nguyên máy chủ vật lý Vì vậy, cần phải tối ưu chất lượng đáp ứng yêu cầu: M fi (Eit ,Dit ) × SPi Ft = Φi i=1  M  Eit ≤ E i=1  Eit ≥ Ci (i = 1, 2, , M ) (2.5) Trong công thức (2.5) đưa điều kiện lí tưởng dựa vào sở công thức (2.1) Tổng yêu cầu tài nguyên máy ảo thời điểm t luôn lớn tài nguyên máy chủ vật lý E nhỏ giá trị Ci ngưỡng tài nguyên tối thiểu cung cấp cho máy ảo thứ i Dựa công thức (2.5) tính toán mức độ cung cấp tài nguyên theo mô hình cung cấp tài nguyên M VM-out-of-1PM, luận án đề xuất áp dụng thuật toán cải tiến song song phát bế tắc PDDA trình bày mục 3.2.1 chương Khi chạy đồng thời trình cung cấp tài nguyên, phát hiện chu trình bế tắc, hệ thống gửi thông điệp cho tiến trình khác biết tình trạng yêu cầu tài nguyên thời điểm Trong đó, trung tâm hệ thống khôi phục tài nguyên cấp phát trước Điều làm cho việc cung cấp tài nguyên trở hợp lý Có thể thấy việc cung cấp tài nguyên theo yêu cầu cho máy chủ ảo chạy máy chủ vật lý trở nên hiệu tiết kiệm thời gian Trong thuật toán này, luận án dựa vào đồ thị có hướng cung cấp tài nguyên (RAG) để phát bế tắc, tìm chu trình khép kín đồ thị tranh chấp 2.1.2 Mô hình cung cấp tài nguyên phân tán M VM-out-of-N PM Mô hình cung cấp tài nguyên phân tán M VM-out-of-N PM Mô hình phân tán M VM-out-of-N PM mô tả M máy ảo cư trú N máy vật lý PM, máy ảo lúc sử dụng tài nguyên nhiều máy chủ vật lý Mô hình tối ưu tài nguyên trình bày công trình công bố tác giả số (9) Từ công thức (2.1) trình bày phần trên, ta phát triển công thức cung cấp tài nguyên cung cấp tài nguyên phân tán cho hệ thống máy chủ ảo sau: Mi N E CP U = ( Mi =1 j=1 n U ACP j Mi CijCP U ) + i=1 j=1 (2.6) Trong công thức (2.6) ký hiệu giải thích sau: - N số lượng máy chủ vật lý phân tán - Cij khả tối thiểu tài nguyên j cung cấp cho V Mi Ví dụ: CiCP U tài nguyên CPU tối thiểu cung cấp cho máy ảo V Mi - E tổng nguồn tài nguyên CPU tài nguyên khác có sẵn cung cấp cho tất máy ảo dựa tài nguyên N máy chủ vật lý Có thể mở rộng công thức (2.5) xác định hàm mục tiêu cho mô hình nhiều máy chủ ảo ra từ máy vật lý, luận án đưa hàm mục tiêu tối ưu cho mô hình nhiều máy chủ ảo tạo nhiều máy vật lý (M VM-out-of-N PM ) Ta có ký hiệu sau: - M số lượng máy ảo, cư trú N máy chủ phân tán - Dit yêu cầu tài nguyên máy ảo V Mi thời điểm t - Qit mức độ đáp ứng yêu cầu cung cấp tài nguyên cho máy ảo V Mi thời điểm t - Oit chất lượng yêu cầu đáp ứng - SPij sách ưu tiên tĩnh ứng dụng - Φij ngưỡng chất lượng ứng dụng - ENijt nguồn tài nguyên sẵn có để cung cấp cho máy ảo V Mij từ máy chủ vật lý Ni x - EOijt số lượng tài nguyên từ máy chủ vật lý x điều kiện (1 ≤ x ≤ N ), x máy chủ xa cung cấp cho máy ảo V Mij Dựa công thức (2.2) hàm mục tiêu tối ưu cho mô hình nhiều máy chủ ảo ra từ máy vật lý, hàm mục tiêu tối ưu cho mô hình nhiều máy chủ ảo tạo nhiều máy vật lý (MVM-out-of-NPM ) sau: N Mi f (EN , M EOx ,D ) ijt ij ijt ijt x=1 Ft = × SPij Φij i=1 j=1  N M i   Eijt ≤ E    i=1 j=1   E ≥C (i = 1, 2, , N ; j = 1, 2, , Mi ) ijt ij M Mi i  x   ENijt + EOijt ≤ Ei    j=1 j=1   Eit ≥ Cij (i = 1, 2, , N ; j = 1, 2, , Mi ) (2.7) Dựa công thức tính toán mức độ cung cấp tài nguyên cho mô hình yêu cầu tài nguyên M VM-out-of-N PM luận án đề xuất thuật toán cải tiến sử dụng hai pha giao dịch tìm kiếm hai chiều (Two - Way) phát bế tắc, trình bày mục 3.3.3, cho phép phát bế tắc môi trường nhiều máy chủ vật lý, tổ chức phân tán Trong thuật toán này, luận án dựa vào đồ thị có hướng tranh chấp tài nguyên (WFG) để phát bế tắc, tìm chu trình khép kín đồ thị tranh chấp Chương GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG BẾ TẮC TRONG CUNG CẤP TÀI NGUYÊN PHÂN TÁN CHO HỆ THỐNG MÁY CHỦ ẢO KHÔNG THUẦN NHẤT 3.1 Thuật toán cải tiến song song phát bế tắc PDDA Thuật toán 3.1 cải tiến song song phát bế tắc PDDA Đầu vào: Yêu cầu tài nguyên phần cứng tiến trình Pi để tạo máy chủ ảo gửi tới lớp hạ tầng dịch vụ (IaaS) j(CP U )∗ Dưới dạng tham số tài nguyên xi , xi j(RAM )∗ , xi j(HDD)∗ (n+1) (n+1) (n+1) Đầu ra: Tài nguyên cung cấp cho tiến trình Pi : rjCP U ; rjRAM ; rjHDD Phương pháp: Bước 1:Thực lại bước đáp ứng yêu cầu tài nguyên thuật toán 2.1 Trong trường hợp tài nguyên hệ thống thời điểm xét cập nhật nhỏ tổng tiến trình thực bước sau Bước 2:Khởi tạo ma trận biễu diễn dựa vào đồ thị cung cấp tài nguyên RAG Xác định ma trận cij biểu thị thông tin tài nguyên cung cấp cho tiến trình khác bị chiếm giữ 9    r ∃ (pi , qj ) ∈ RAG C = [cij ]m×n , cij = g ∃ (pi , qj ) ∈ RAG   Λ = {cij |cij ∈ C, cij = 0}; Bước 3:Thực phát chu trình ma trận cij { Reducible = 0; Do Loại bỏ theo cột: If ((∃cij ∈ ∀k, k = i, ckj ∈ {cij , 0})) { Λcolumn = Λ − {cij |j = 1, 2, 3, , m}; reducible = 1; }; Loại bỏ theo hàng: If ((∃cij ∈ ∀k, k = i, ckj ∈ {cij , 0}) { Λrow = Λ − {cij |j = 1, 2, 3, , m}; reducible = }; Λ = Λcolumn ∩ Λrow Until (reducible = 0); } Bước 4:Phát bế tắc Nếu (Λ = ∅) Bế tắc; Ngược lại Không bế tắc; Trong lần lặp thuật toán song song này, việc xóa bỏ phần tử hàng cột thực ma trận khả dụng Do đó, phải min(m,n) lặp lặp lại để hoàn tất việc phát bế tắc Chứng minh: Xét ba trường hợp sau đây: - Trong trường hợp (i), m = n, chu trình có đường dài p1 , q1 , p2 , 10 q2 , , pn , qm đường duyệt qua tất nút đồ thị, nút nằm đường khác ( ví dụ: nút liệt kê lần) Trong trường hợp này, số cạnh liên quan đến đường chu trình 2*m-1 - Đối với trường hợp (ii), m > n (tức là, m - n> ), chu trình có đường dài p1 , q1 , p2 , q2 , , pn ,qm , qm+1 ; đường hữu hạn nút duyệt lần Vì tất nút tiến trình n sử dụng đường chu trình Do đó, trường hợp số lượng cạnh đường * n - Đối với trường hợp (iii), n lớn m (tức là, n-m> ), tương tự ta có số cạnh đường dài * m Như vậy, trường hợp (i), (ii) (iii) cho thấy số lượng đường dài duyệt qua tất đỉnh đồ thị RAG max(m,n) Điều phải chứng minh Khi thực thuật toán tảng không nhất, chi phí tìm chu trình max(m,n) - = O (max (m,n)), m số lượng tài nguyên n số lượng tiến trình Khi tất nút đồ thị duyệt, chu kỳ ngắn có độ dài Vì vậy, trường hợp xấu nhất, max (m, n) - số lượng cạnh đường dài Tuy nhiên, không tìm chu kỳ Xét độ phức tạp thuật toán cải tiến PDDA Tại bước độ phức tạp thuật O(N ) Bước có độ phức tạp O(M.N ) Bước sử dụng vòng lặp kiểm tra cạnh hàng ma trận, có độ phức tạp O(M ) O(N ) Vì vậy, độ phức tạp thuật toán đề xuất O(M.N ), với M số phần tử hàng N số phần tử cột Thuật toán phát bế tắc triển khai thử nghiệm hệ thống cung cấp tài nguyên tảng không Thuật toán phát bế tắc có độ phức tạp thời gian tính toán O(M.N ) Thuật toán cải tiến đáng kể so với thuật toán nghiên cứu tác giả Theo tiếp cận luận án thuật toán cung cấp tài nguyên phát bế tắc để đưa giải pháp cho tình huống, chẳng hạn giải phóng nguồn tài nguyên cung cấp trước chưa thu hồi Cách tiếp cận tiếp sau đề xuất hướng vào áp dụng thuật toán phát bế tắc loại hợp đồng thuê thuật toán cung cấp tài nguyên tảng phân tán không Luận án đề xuất giải pháp ngăn chặn phòng tránh bế tắc cung cấp tài nguyên phân tán tảng không 11 Qua nghiên cứu này, thấy việc áp dụng thuật toán phát bế tắc cung cấp tài nguyên với việc lập lịch lại trường hợp phù hợp cho phép đạt hiệu suất khai thác tối ưu tài nguyên, phục vụ hệ thống máy chủ ảo phân tán 3.2 Thuật toán ngăn chặn bế tắc cung cấp tài nguyên cho mô hình M VM-out-of-1 PM Trong phần đề xuất thuật toán yêu cầu tài nguyên thuật toán ngăn chặn bế tắc cung cấp tài nguyên máy chủ ảo tảng phân tán không sử dụng mô hình cung cấp tài nguyên M VM-out-of-1 PM Giải pháp dựa vào yếu tố ràng buộc hàm tính toán nhằm mang tối ưu hàm mục tiêu, từ cải thiện hiệu cung cấp cấp tài nguyên Bổ sung thêm vào sách tối ưu tài nguyên máy chủ vật lí, cách ngăn chặn tiến trình gây bế tắc tiến trình yêu cầu tài nguyên diễn miền găng Khi ngăn chặn bế tắc xảy ra, mang lại hiệu cung cấp tài nguyên, từ đáp ứng yêu cầu từ phía người sử dụng gửi tới trung tâm cung cấp dịch vụ máy chủ ảo Thực nghiệm sử dụng mô hình cung cấp tài nguyên M VM-out-of-1 PM, M VM máy chủ ảo N PM máy vật lí 3.2.1 Phân tích toán Trung tâm liệu cấp phát tài nguyên theo phương thức cho thuê thành phần ảo hóa, dựa vào nguồn tài nguyên vật lí sẵn có quy nạp từ máy chủ vật lí khác Tuy nhiên, không gian lưu trữ máy chủ vật lí trung tâm liệu trở nên hạn hẹp với yêu cầu ngày tăng lên người sử dụng Xem xét kỹ thuật có phân tích chương 1, luận án cho kỹ thuật cách khởi động lại máy chủ thường xuyên, với giải pháp di cư máy ảo (VM) đến cư trú máy vật lí (PM) không hiệu Thay vào đó, việc tìm kiếm phương pháp cung cấp tài nguyên tự động tối ưu nguồn tài nguyên từ trung tâm liệu, để giải vấn đề cung cấp tài nguyên theo yêu cầu cho máy ảo chìa khóa để nâng cao hiệu trung tâm liệu Tuy nhiên, phương pháp cung cấp tài nguyên tự động tập trung vào hai việc tối ưu cục máy chủ tối ưu trung tâm liệu với máy chủ phân tán toàn cầu, cho thấy nhiều hạn chế, không mang lại hiệu cung cấp tài nguyên trung 12 tâm liệu Luận án đề xuất giải pháp kỹ thuật ngăn chặn bế tắc cung cấp tài nguyên với mô hình nhiều máy ảo sử dụng máy chủ vật lí, nhằm đáp ứng yêu cầu cung cấp tài nguyên không Luận án sử dụng mô hình cung cấp tài nguyên M VM-out-of-1 PM hàm tối ưu trình bày mục 2.1 chương công bố tài liệu số (9) 3.2.2 Giải pháp kỹ thuật ngăn chặn bế tắc cung cấp tài nguyên theo mô hình M VM-out-of-1 PM) Đề xuất giải pháp kỹ thuật cung cấp nguồn tài nguyên thực dựa chế cung cấp tài nguyên tự động, nhằm hỗ trợ dịch vụ theo hướng yêu cầu người dùng, triển khai lớp hạ tầng dịch vụ (IaaS) môi trường điện toán đám mây Tại phận lập lịch có trách nhiệm lựa chọn nguồn tài nguyên thích hợp, để đáp ứng yêu cầu người sử dụng yêu cầu thông qua tác vụ cách dựa vào chế tình chế tự động Việc lập lịch cho hiệu hiệu dựa hai yếu tố là: thời gian hoàn thành để đáp ứng yêu cầu thông qua danh sách tác vụ yêu cầu hoàn thành; chi phí để thực thi tác vụ yêu cầu Tại lớp hạ tầng dịch IaaS nơi mà cung cấp tài nguyên cứng cho máy ảo, cần phải đảm bảo nguồn tài nguyên trạng thái sẵn sàng, khả nguồn cấp tài nguyên tốt nhất, nguồn tài nguyên cần cập nhật cách tự động Giải pháp kỹ thuật luận án đề xuất qua hai thuật toán cung cấp tài nguyên là: Thuật toán yêu cầu tài nguyên RRAA thuật toán ngăn chặn bế tắc PDA Nội dung kỹ thuật giải công bố công trình số (9) danh mục công trình tác giả công bố thư viện số IEEE Thông qua giải pháp kỹ thuật này, làm tăng thêm sách hiệu cung cấp tài nguyên trung tâm liệu Đảm bảo sách cung cấp tài nguyên hiệu bao gồm trường hợp cụ thể sau: có yêu cầu cạnh tranh tài nguyên, có nhu cầu phát sinh cần thay đổi công suất hoạt động theo thời gian 3.2.3 Phân tích kết mô Thuật toán đề xuất cài đặt mô ngôn ngữ Java, sử dụng gói công cụ CloudSim với thông số sau: Datacenter thiết lập tài nguyên từ máy chủ vật lí Nhiệm vụ Data Center lập lịch cung cấp máy ảo VM quản lý máy chủ ảo Lập lịch Cloudlet định phân chia có tài nguyên CPU sẵn sàng 13 Thuật toán 3.4 yêu cầu cung cấp tài nguyên (RRAA) (9) j(CP U )∗ Đầu vào: Tiến trình yêu cầu tài nguyên Pi Output: Tài nguyên cung cấp rjCP U (n+1) , rjRAM j(RAM )∗ , Pi (n+1) tới IaaS; ; BEGIN Bước 1: Hoạt động yêu cầu tài nguyên (ri ) miền găng csstatei ←− trying; lrdi ←− clocki + 1; for each j ∈ Ri if (usedbyi [j] =0) the send request (lrdi ,i) to pj end for; senttoi [j] ←− true; usedbyi [j] ←− R else senttoi [j] ←−false end if end for; usedbyi [i] ← ki ; n wait( usedbyi [j] ≤ 1P M ); j=1 csstatei ←− in; Bước 1: Cập nhật lại tài nguyên (ri ) miền găng csstatei ←− out; for each j ∈ permdelayedi send permission(i,j) to pj end for; Ri ← permdelayedi ; permdelayedi ← END tạo máy chủ ảo Có hai kiểu sách sử dụng CloudSim là: Chia sẻ không gian tức giao lõi CPU tính toán trước tới máy ảo đặt từ trước, Chia sẻ thời gian tức tự động cung cấp khả lõi máy ảo VmSchedular định có lõi xử lý máy chủ vật lý cung cấp cho máy ảo có lõi xử lý tiếp tục giao cho máy 14 Thuật toán 3.5 Prevention Deadlock Algorithm (PDA) (9) j(CP U )∗ Đầu vào: Tiến trình Pi Đầu ra: Tài nguyên rjCP U (n+1) j(RAM )∗ , Pi , rjRAM (n+1) tới IaaS; ; BEGIN Bước 1: Khi gửi thông điệp yêu cầu REQUEST(k,j) từ tiến trình pj thực clocki ← max(clocki ,n); prioi ← (csstatei = in) ∨ ((csstatei = trying) ∧ ((lrdi ,i) < (n,j))); if (prioi ) then send NOTUSED(1PM) to pj else if(ni = 1PM) then send NOTUSED(1PM - ni ) to pj end if permdelayedi ← permdelayedi ∪ j end if Bước 2: Khi nhận thông điệp cho phép permission(i,j) từ tiến trình pj 1P Mi ← 1P Mi \ j; Bước 3: Khi nhận thông điệp NOTUSED(x) từ tiến trình pj usedbyi [j] ← usedbyi [j] -x; if ((csstatei = trying) ∧ (usedbyi [j] = 0) ∧ (notsenttoi [j]) then send REQUEST(lrdi ,i) to pj senttoi [j] ← true; usedbyi [j] ← 1PM; end if END ảo VmSchedular xác định lực lại lõi xử lý có khả để gán cho máy ảo Trong cài đặt, thuật toán sử dụng gói API CloudSim 2.0, mở rộng từ lớp DataCenterBroker lớp VmAllocationPolicySimple công cụ CloudSim để tạo sách cung cấp tài nguyên Thời gian thực tiến trình yêu cầu tạo máy ảo thời gian hoàn thành tiến trình đáp ứng yêu cầu tạo thành công máy ảo lấy ngẫu nhiên 15 Xét trường hợp máy chủ vật lí có nguồn tài nguyên (CPU, RAM, HDD) gán cho M máy ảo cho khách hàng Một máy ảo ký hiệu Mi cấp cho r đơn vị dung lượng tài nguyên CPU, nhớ RAM đĩa lưu trữ Ta định nghĩa λn tốc độ đến khách hàng yêu cầu tạo máy ảo Mi với thời gian chờ phân bố theo hàm mũ 1/µn Kịch thử nghiệm đầu vào với thông số sau: Số tiến trình thông qua (Cloudlet) yêu cầu tạo máy ảo 15 Số lượng máy ảo (VM) yêu cầu: 15 Số máy chủ vật lí trung tâm liệu là: PM chất lượng đường truyền (bw) với thông số lý tưởng Kết liệu thu tập so sánh tổng thời gian thực thuật toán yêu cầu thể bảng 3.3 bên Bảng 3.1 Bảng số liệu đầu sử dụng thuật toán yêu cầu tài nguyên (RRAA) (9) Cloudlet PM ID VM ID ID Start End Finish time time time (%) 1 1 100 32.22% 2 1 110 35.00% 3 1 132 37.27% 4 1 145 43.75% 5 200 59.39% 6 220 66.05% 7 235 72.86% 8 248 74.44% 9 260 70.55% 10 10 290 74.86% 11 11 310 76.05% 12 12 315 80.86% 13 13 320 82.44% 14 14 360 84.55% 15 15 420 94.86% Kịch thử nghiệm đầu vào với số lượng yêu cầu tài nguyên tạo máy ảo 16 không cụ thể sau: Số tiến trình thông qua (Cloudlet) yêu cầu tạo máy ảo: 15; Số lượng máy ảo (VM) yêu cầu: 15 với thông số dung lượng CPU; RAM; HDD không nhất; Số máy chủ vật lí trung tâm liệu là: PM chất lượng đường truyền (bw) với thông số lý tưởng Kết liệu thu tập so sánh tổng thời gian thực thuật toán yêu cầu thể bảng 3.4 bên Qua bảng số liệu thống kê thu sử dụng công cụ mô Cloudsim để kiểm tra hiệu thuật toán yêu cầu hai trường hợp là: cung cấp tài nguyên cho máy ảo không Ta thấy thời gian hoàn thành đáp ứng yêu cầu tạo máy ảo (VM) thông qua Cloudlet trường hợp so với không √ Độ phức tạp thuật toán O( m) vòng lặp tiến trình yêu cầu tài nguyên phải duyệt qua tiến trình tài nguyên hệ thống Do đó, số tiến trình số tài nguyên lớn thuật toán phải tốn nhiều thời gian để tìm nguồn tài nguyên tối ưu Trong độ phức tạp thuật toán trước xem số, nên thời gian đưa lịch trình nhiều só với thuật toán yêu cầu đảm bảo độ phức tạp thời gian tối đa cho thuật toán Đối với thuật toán ngăn chặn trình ngăn chặn mang lại hiệu tối ưu 3.3 Thuật toán ngăn chặn bế tắc cung cấp tài nguyên cho mô hình M VM-out-of-N PM Trong phần đề xuất thuật toán phát bế tắc ngăn chặn bế tắc hệ thống cung cấp tài nguyên phân tán máy chủ ảo tảng không Giải pháp dựa cách làm cung cấp tài nguyên gom nhóm dịch vụ, sau chuyển nhóm người sử dụng cho trung tâm cung cấp dịch vụ máy chủ ảo phù hợp Thực nghiệm sử dụng mô hình cung cấp tài nguyên M VM-out-of-N PM, M VM máy chủ ảo N PM máy vật lý Nội dung nghiên cứu công bố nghiên cứu số (7)và (8) theo danh mục công trình công bố tác giả 17 3.3.1 Phân tích toán Hình 3.1 Cung cấp tài nguyên nhiều (M) VM máy chủ ảo nhiều máy chủ vật lý (N) PM phân tán Các nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây tuân thủ chuẩn dịch vụ sở hạ tầng (IaaS), theo thành phần tảng ảo hóa gắn cho nút, cụm khác nhóm Có thể sở tảng gắn truy cập cho nhiều nút, nút truy cập sở hạ tầng Từ góc độ người sử dụng dịch vụ điện toán đám mây, không cần phải biết nơi dịch vụ gắn với cung cấp tài nguyên Nhưng nhà quản lý cung cấp tài nguyên, cần có giải pháp mang lại cho người sử dụng tài nguyên đám mây cách nhanh chóng kịp thời đảm bảo tốt chất lượng dịch vụ Tại trung tâm liệu việc cung cấp dịch vụ độc lập, với việc cung cấp tài nguyên cho đại lý, người sử dụng dịch vụ điện toán đám mây Tuy nhiên, có thời điểm yêu cầu dịch vụ cung cấp tài nguyên cao cấp phát Dịch vụ đám mây thường xuyên truy cập từ nhà cung cấp đám mây có băng thông sử dụng tốc độ cao Do vậy, bên hệ thống thường sử dụng giải pháp xếp hàng Các yêu cầu người sử dụng xếp hàng đợi, đòi xử lý hệ thống đáp ứng yêu cầu Số lượng tiến trình xếp hàng hàng đợi thời gian xử lý tiến trình thông số quan trọng Hệ thống xếp hàng cải thiện chất lượng phục vụ nhờ gán công việc xếp hàng cho nút tính toán nhàn rỗi tải Điều cho phép đáp ứng tối đa tài nguyên gắn với nút Các hệ 18 thống điện toán đám mây đòi hỏi phải hỗ trợ thông tin tài nguyên sử dụng giải pháp dựa ràng buộc nhóm cung cấp dịch vụ điện toán đám mây để cung cấp nguồn tài nguyên phòng ngừa phản ứng từ phía người sử dụng bị từ chối, truy cập dịch vụ đám mây Giải pháp đề xuất nhằm nâng cao chất lượng nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây quản lý dịch vụ theo hướng phân nhóm Phân nhóm tiến trình yêu cầu cung cấp dịch vụ điện toán đám mây cho phép phân tích nhóm liệu tài nguyên có yêu cầu tương tự cụm Cách tiếp cận giả định yêu cầu cung cấp dịch vụ đám mây đáp ứng nhanh với số lượng yêu cầu lớn nhờ chia sẻ dịch vụ đám mây tương tự Sự hợp tác nhà cung cấp điện toán đám mây hiệu yêu cầu dịch vụ đám mây có liên quan gộp nhóm Hình 3.11 minh họa cấu hình ban đầu nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây, trước tiến trình xếp theo nhóm dịch vụ Mỗi nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây có ID Các dịch vụ yêu cầu tài nguyên điện toán đám mây có thẻ số hiệu thẻ nằm phía bên trái hình 3.11 Cột liệu bên phải hình 3.11 nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây Cloud Service Providers (CSP) nút cho thấy dịch vụ đám mây có tổng số tài nguyên dịch vụ đám mây nắm giữ Các dịch vụ điện toán đám mây phân nhóm, i thẻ mục Tất dịch vụ đám mây gắn thẻ, cho phép thống kê tất dịch vụ đám mây phân tích cụm tính toán (cluster) Giá trị tài nguyên phục vụ liệu cho phép phân tích hoạt động cluster Phân vùng liệu thành cụm qui toán tối ưu c Ji = mik ||uk − cvi || ) ( i=1 (3.1) uk ∈Ci Hàm mục tiêu công thức (3.1) sử dụng khoảng cách vectơ uk trung tâm cụm cvi cụm Ci M = (mik ) biểu thị quan hệ tâm cvi cụm Ci với phần tử uk cụm có giá trị uk ∈ Ci ngược lại Hàm công thức (3.1) để tìm giá trị nhỏ nhóm để xác định nhóm nhỏ gọn Giá trị Ji giảm thiểu số lần lặp và bước dừng cải tiến lần lặp, Ji cho phép ngưỡng định 19 3.3.2 Thuật toán phát ngăn chặn bế tắc sử dụng kỹ thuật cung cấp tài nguyên phân nhóm Thuật toán 3.6 phát ngăn chặn bế tắc theo kỹ thuật phân nhóm (7), (8) j(CP U )∗ j(RAM )∗ j(HDD)∗ Đầu vào: Yêu cầu tài nguyên xi , xi , xi tiến trình Pi tới lớp hạ tầng dịch vụ IaaS U (n+1) RAM (n+1) HDD(n+1) ; rj ; rj Đầu ra: Tài nguyên cung cấp cho tiến trình Pi rCP j Phương pháp: Bước 1: Phân vùng liệu thành c cụm từ liệu yêu cầu tài nguyên Bước 2: Thiết lập mục tiêu (uk ) tới nhóm có giá trị gần trung tâm Bước 3: Khi tất mục tiêu (uk ) thiết lập, tính toán lại giá trị điểm c trung tâm Bước 4: Thực thuật toán 3.2 PDDA song song phát bế tắc Bước 5: Ngăn chặn bế tắc { Khi nhận thông điệp REQUEST(k,j) từ tiến trình pj thực { clocki ← max(clocki ,n); prioi ← (csstatei = in)∨ ((csstatei = trying)∧ ((lrdi , i) < (n, j))); Nếu (ni = NPM) gửi NOTUSED(NPM) tới pi Ngược lại (ni = NPM) gửi NOTUSED(NPM - ni ) cho pj permdelayedi ← permdelayedi ∪ j kết thúc kiểm tra } Khi nhận thông điệp cho phép (i,j) từ pj thực hiện: { N P Mi ← N P Mi \ j; Khi thông điệp NOTUSED(x) nhận từ tiến trình pi thực usedbyi [j]← usedbyi [j]−x; Kiểm tra điều kiện nếu((csstatei = trying) ∧ (usedbyi [j] = 0) ∧ (notsenttoi [j]) Thì gửi yêu cầu REQUEST(lrdi ,i) tới pj senttoi [j] ← true; usedbyi [j] ← NPM; Kết thúc kiểm tra điều kiện } 20 } 3.3.3 Ví dụ kiểm chứng Mỗi lần lặp thuật toán cho phép giảm kích thước ma trận Do đó, phải max(m,n) bước lặp để phát bế tắc Các yêu cầu cung cấp dịch vụ điện toán đám mây mô tả thông qua thẻ dịch vụ điện toán đám mây (t) đầu vào cho phân cụm (cluster) Thẻ dịch vụ đám mây tương ứng với vector (uk ) hàm mục tiêu công thức (3.1) Giá trị cv tâm cụm dịch vụ điện toán đám mây, tính toán khoảng cách Euclide, công thức (3.1) Trong thực nghiệm liệu mẫu yêu cầu dịch vụ điện toán đám mây ghép thành nhóm Bảng 3.7 biểu thị giá trị thuộc tính yêu cầu cung cấp dịch vụ điện toán đám mây Hình 3.12 có thẻ thuộc tính từ T1 đến T10 Bảng 3.2 Thống kê liệu sau gộp nhóm Thuộc tính Task CSP 10 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 2 0 0 0 0 2 0 0 0 2 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 ID 10 Ví dụ: Tính toán thuộc tính nhóm |1-1|+ |1-1|+|1-1|+|1-1|+|1-1|+|2-1|+|0-1|+|0-0|+|1-0|+|0-0|=4 |1-0|+|1-0|+|1-0|+|1-0|+|1-0|+|2-0|+|0-0|+|0-1|+|1-1|+|0-1|=14 |1-0|+|1-0|+|1-0|+|1-0|+|1-0|+|2-0|+|0-0|+|0-0|+|0-0|+|1-0|=13 Rút gọn giá trị nhóm tính số (J)=8.6 Đây nhóm tối ưu Phân loại nhóm theo giá trị sau: Group1: 1,2,3,7 Group2: 8,9,10 Group3: 4,5,6 Các giá trị tài nguyên yêu cầu tương ứng với vecter uk hàm mục tiêu công thức (3.1) Giá trị trung tâm cvi điều chỉnh, có thay đổi 21 thành viên nhóm Quá trình phân cụm dựa vào hàm mục tiêu J dẫn tới trạng thái hội tụ Sau phân nhóm, nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây giao cho nhóm cụ thể trường hợp A, B, C Dựa đó, nhà cung cấp dịch vụ điện toán đám mây thiết lập nhóm ảo, theo dịch vụ nhóm đáp ứng yêu cầu cung cấp dịch vụ điện toán đám mây 3.3.4 Phân tích kết mô Dựa kết trình bày phần 3.4.3, thực nghiệm phương pháp cung cấp tài nguyên dựa vào phân nhóm tối ưu theo người dùng cải tiến thuật toán PDDA cài đặt CloudSim Việc áp dụng tối ưu theo phân nhóm người dùng thuật toán phát tốt so với thuật toán cung cấp tài nguyên có trước Do kết luận tính đắn hiệu Hình 3.2 Biểu đồ đánh giá thuật toán PDDA cải tiến tối ưu theo nhóm người dùng so sánh theo thời gian đáp ứng yêu cầu 22 KẾT LUẬN Luận án nghiên cứu giải pháp phòng chống bế tắc cung cấp tài nguyên phân tán cho hệ thống máy chủ ảo đạt kết chủ yếu sau: Cải tiến mô hình tính toán tối ưu liên quan tới cung cấp tài nguyên Đó mô hình tối ưu dựa chế lặp vòng (RTT), mô hình xếp theo nhóm người dùng mô hình tối ưu tài nguyên từ giải pháp thu hồi tài nguyên cung cấp cho tiến trình Xây dựng thuật toán cung cấp tài nguyên hiệu quả, dựa cải tiến thuật toán phát bế tắc Đưa thuật toán cải tiến cung cấp tài nguyên lớp hạ tầng IaaS tảng phân tán không Dựa cải tiến thuật toán song song phát bế tắc (PDDA) Đưa thuật toán cải tiến cung cấp tài nguyên lớp hạ tầng IaaS tảng phân tán không Dựa cải tiến thuật toán tìm kiếm hai chiều (Two Way) Đưa đánh giá so sánh thuật toán (PDDA), thuật toán cải tiến (PDDA) thuật toán cải tiến (Two Way) cung cấp tài nguyên lớp hạ tầng IaaS tảng phân tán không Trên sở kết đạt được, luận án đề xuất số hướng mở sau: Nghiên cứu mở rộng thuật toán Kshemkalyani-Singhal cho toán phân tán tài nguyên không đồng Nghiên cứu mở rộng mô hình cung cấp tài nguyên phân tán cho hệ thống máy chủ ảo Đồng thời, tiếp tục nghiên cứu mở rộng phương pháp mô thực nghiệm 23 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ Nguyễn Hà Huy Cường (2012) Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật ngăn chặn bế tắc cung cấp tài nguyên phân tán cho hệ thống máy chủ ảo, Tạp chí Khoa học Công nghệ, Viện Hàn Lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, 50(3E), pp 1324-1331 Nguyễn Hà Huy Cường, Lê Văn Sơn, Nguyễn Thanh Thủy (2013) Ứng dụng thuật toán Kshemkalyani-Singhal phát bế tắc cung cấp tài nguyên phân tán cho hệ thống máy chủ ảo, Hội nghị Quốc gia lần thứ VI Nghiên cứu ứng dụng Công nghệ thông tin (FAIR), Huế, 20 – 21/6/2013, NXB Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Hà Nội, pp 602-608 Nguyễn Hà Huy Cường, Lê Văn Sơn (2013) Một sách hiệu cung cấp tài nguyên phân tán cho hệ thống máy chủ ảo, Kỷ yếu Hội thảo quốc gia “Một số vấn đề chọn lọc công nghệ thông tin Truyền thông”, Đà Nẵng, 14-15 tháng 11 năm 2013, NXB Khoa Học Tự Nhiên Kỹ Thuật, Hà Nội, pp 186-192 Nguyễn Hà Huy Cường, Lê Văn Sơn (2014) Kỹ thuật cung cấp tài nguyên cho lớp hạ tầng IaaS, Tạp chí Khoa học Công nghệ, Đại học Đà Nẵng, 7(80), pp 103-106 Ha Huy Cuong Nguyen, Van Son Le, Thanh Thuy Nguyen (2014) Algorithmic approach to deadlock detection for resource allocation in heterogeneous platforms,Proceedings of 2014 International Conference on Smart Computing, 3-5 November, HongKong, China, IEEE Computer Society Press, pp 97-103 Ha Huy Cuong Nguyen, Dac Nhuong Le,Van Son Le, Thanh Thuy Nguyen (2015) A new technical solution for resources allocation in heterogenenous distributed plaforms, Proceedings of 2015 The Sixth International Conference on the Applications of Digital Information and Web Technologies(ICADIWT2015), 10-12 Feb 2015, Macau, China, IOS Press, Volume 275, Issue 2, pp 184-194 Ha Huy Cuong Nguyen, Hung Vi Dang, Nguyen Minh Nhat Pham,Van Son Le, Thanh Thuy Nguyen (2015) Deadlock detection for resources allocation in heterogenenous distributed plaforms, Proceedings of 2015 Advances in Intelligent Systems and Computing, June 2015, Bangkok, Thailand, Spinger, Volume 361, Issue 2, pp 285-295 24 Ha Huy Cuong Nguyen (2016) Deadlock prevention for resource allocation in heterogeneous distributed platforms, Proceedings of 2016 7th International Conference on Applications of Digital Information and Web Technologies, 29-31 March 2016, Macau, China, IOS Press, Volume 282, pp 40-49 Ha Huy Cuong Nguyen, Van Son Le, Thanh Thuy Nguyen (2016) Deadlock Prevention for Resource Allocation in model nVM-out-of-1PM, Proceedings of 2016 3th National Foundation for Science and Technology Development Conference on Information and Computer Science (NICS) , 14-16 September 2016, The University of Da Nang, Viet Nam, IEEE Computer Society Press, pp 247252 [...]... Cường (2012) Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật ngăn chặn bế tắc trong cung cấp tài nguyên phân tán cho hệ thống máy chủ ảo, Tạp chí Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 50(3E), pp 1324-1331 2 Nguyễn Hà Huy Cường, Lê Văn Sơn, Nguyễn Thanh Thủy (2013) Ứng dụng thuật toán Kshemkalyani-Singhal phát hiện bế tắc trong cung cấp tài nguyên phân tán cho hệ thống máy chủ ảo, Hội nghị... trung tâm cung cấp dịch vụ máy chủ ảo phù hợp Thực nghiệm sử dụng mô hình cung cấp tài nguyên M VM-out-of-N PM, trong đó M VM máy chủ ảo và N PM là máy vật lý Nội dung nghiên cứu này được công bố trong nghiên cứu số (7)và (8) theo danh mục các công trình được công bố của tác giả 17 3.3.1 Phân tích bài toán Hình 3.1 Cung cấp tài nguyên nhiều (M) VM máy chủ ảo trên nhiều máy chủ vật lý (N) PM phân tán Các... Luận án nghiên cứu giải pháp phòng chống bế tắc trong cung cấp tài nguyên phân tán cho hệ thống máy chủ ảo và đã đạt được các kết quả chủ yếu như sau: 1 Cải tiến các mô hình tính toán tối ưu liên quan tới cung cấp tài nguyên Đó là mô hình tối ưu dựa trên cơ chế lặp vòng (RTT), mô hình sắp xếp theo nhóm người dùng và mô hình tối ưu tài nguyên từ các giải pháp thu hồi các tài nguyên đã cung cấp cho các... vì trong quá trình ngăn chặn mang lại hiệu quả tối ưu 3.3 Thuật toán ngăn chặn bế tắc trong cung cấp tài nguyên cho mô hình M VM-out-of-N PM Trong phần này đề xuất thuật toán phát hiện bế tắc và ngăn chặn bế tắc trong hệ thống cung cấp tài nguyên phân tán máy chủ ảo trên nền tảng không thuần nhất Giải pháp dựa trên cách làm cung cấp tài nguyên gom nhóm dịch vụ, sau đó chuyển các nhóm người sử dụng cho. .. Qua nghiên cứu này, có thể thấy rằng việc áp dụng các thuật toán phát hiện bế tắc trong cung cấp tài nguyên cùng với việc lập lịch lại đối với những trường hợp phù hợp sẽ cho phép đạt hiệu suất khai thác tối ưu các tài nguyên, phục vụ hệ thống máy chủ ảo phân tán 3.2 Thuật toán ngăn chặn bế tắc trong cung cấp tài nguyên cho mô hình M VM-out-of-1 PM Trong phần này đề xuất thuật toán yêu cầu tài nguyên. .. toán cải tiến (Two Way) cung cấp tài nguyên tại lớp hạ tầng IaaS trên nền tảng phân tán không thuần nhất Trên cơ sở kết quả đạt được, luận án đề xuất một số hướng mở như sau: 1 Nghiên cứu mở rộng thuật toán Kshemkalyani-Singhal cho bài toán phân tán tài nguyên không đồng bộ 2 Nghiên cứu mở rộng mô hình cung cấp tài nguyên phân tán cho hệ thống máy chủ ảo Đồng thời, tiếp tục nghiên cứu mở rộng phương pháp... cầu tài nguyên đang diễn ra trong miền găng Khi ngăn chặn được bế tắc xảy ra, sẽ mang lại hiệu quả trong cung cấp tài nguyên, từ đó đáp ứng được các yêu cầu từ phía người sử dụng gửi tới các trung tâm cung cấp dịch vụ máy chủ ảo Thực nghiệm sử dụng mô hình cung cấp tài nguyên M VM-out-of-1 PM, trong đó M VM máy chủ ảo và N PM là máy vật lí 3.2.1 Phân tích bài toán Trung tâm dữ liệu cấp phát tài nguyên. .. chặn bế tắc trong cung cấp tài nguyên máy chủ ảo trên nền tảng phân tán không thuần nhất sử dụng mô hình cung cấp tài nguyên M VM-out-of-1 PM Giải pháp này dựa vào các yếu tố ràng buộc của hàm tính toán nhằm mang tối ưu hàm mục tiêu, từ đó cải thiện được hiệu quả trong cung cấp cấp tài nguyên Bổ sung thêm vào chính sách tối ưu tài nguyên tại máy chủ vật lí, bằng cách ngăn chặn tiến trình gây ra bế tắc. .. cấp tài nguyên tự động hiện tại chỉ tập trung vào một trong hai việc tối ưu cục bộ trong một máy chủ hoặc tối ưu trung tâm dữ liệu với các máy chủ phân tán toàn cầu, cho thấy còn nhiều hạn chế, không mang lại hiệu quả trong cung cấp tài nguyên của các trung 12 tâm dữ liệu Luận án đề xuất giải pháp kỹ thuật ngăn chặn bế tắc trong cung cấp tài nguyên với mô hình nhiều máy ảo sử dụng trên một máy chủ vật... dịch IaaS nơi mà cung cấp tài nguyên cứng cho các máy ảo, cần phải đảm bảo các nguồn tài nguyên luôn ở trạng thái sẵn sàng, khả năng các nguồn cấp tài nguyên là tốt nhất, vì thế các nguồn tài nguyên cần được cập nhật một cách tự động Giải pháp kỹ thuật của luận án được đề xuất qua hai thuật toán trong cung cấp tài nguyên đó là: Thuật toán yêu cầu tài nguyên RRAA và thuật toán ngăn chặn bế tắc PDA Nội dung ... cung cấp tài nguyên phân tán P-out-of-Q, mô hình cung cấp tài nguyên phân tán M VM-out-of-1PM, mô hình cung cấp tài nguyên phân tán M VM-out-of-NPM, mô hình cung cấp tài nguyên cho hệ thống máy. .. TỔNG QUAN VỀ PHÒNG CHỐNG BẾ TẮC TRONG CUNG CẤP TÀI NGUYÊN PHÂN TÁN CHO HỆ THỐNG MÁY CHỦ ẢO Máy chủ ảo, gần máy chủ thật, ngày trở nên phổ biến kể từ mắt VMware GSX Server Các máy chủ ảo thông qua... máy chủ ảo tảng phân tán không 2.1 Mô hình cung cấp tài nguyên phân tán 2.1.1 Mô hình cung cấp tài nguyên phân tán MVM-out-of-1PM Dựa mô hình cung cấp tài nguyên phân tán P-out-of-Q mô hình cung