Nghiên Cứu Các Thuật Toán Cân Bằng Tải Trên Môi Trường Điện Toán Đám Mây (tt)

Nghiên Cứu Các Thuật Toán Cân Bằng Tải Trên Môi Trường Điện Toán Đám Mây (tt)Nghiên Cứu Các Thuật Toán Cân Bằng Tải Trên Môi Trường Điện Toán Đám Mây (tt)Nghiên Cứu Các Thuật Toán Cân Bằng Tải Trên Môi Trường Điện Toán Đám Mây (tt)Nghiên Cứu Các Thuật Toán Cân Bằng Tải Trên Môi Trường Điện Toán Đám Mây (tt)Nghiên Cứu Các Thuật Toán Cân Bằng Tải Trên Môi Trường Điện Toán Đám Mây (tt)Nghiên Cứu Các Thuật Toán Cân Bằng Tải Trên Môi Trường Điện Toán Đám Mây (tt)Nghiên Cứu Các Thuật Toán Cân Bằng Tải Trên Môi Trường Điện Toán Đám Mây (tt)Nghiên Cứu Các Thuật Toán Cân Bằng Tải Trên Môi Trường Điện Toán Đám Mây (tt)Nghiên Cứu Các Thuật Toán Cân Bằng Tải Trên Môi Trường Điện Toán Đám Mây (tt)Nghiên Cứu Các Thuật Toán Cân Bằng Tải Trên Môi Trường Điện Toán Đám Mây (tt)Nghiên Cứu Các Thuật Toán Cân Bằng Tải Trên Môi Trường Điện Toán Đám Mây (tt)Nghiên Cứu Các Thuật Toán Cân Bằng Tải Trên Môi Trường Điện Toán Đám Mây (tt)Nghiên Cứu Các Thuật Toán Cân Bằng Tải Trên Môi Trường Điện Toán Đám Mây (tt)

1 MỞ ĐẦU Ngày với việc sử dụng máy tính, điện thoại, thiết bị điện tử ngày phổ biến, mà điện toán đám mây ngày trở nên quen thuộc với người sử dụng Điện tốn đám mây đóng góp phần khơng nhỏ phát triển ngành công nghiệp máy tính, cụ thể làm thay đổi cách thức sử dụng nguồn tài nguyên, cấu vận hành việc lưu trữ, phân phối xử lý thông tin Đa số sử dụng nhiều dịch vụ ứng dụng cơng nghệ điện tốn đám mây đời sống hàng ngày quản lý doanh nghiệp Điện tốn đám mây gọi điện tốn máy chủ ảo, mơ hình điện tốn sử dụng cơng nghệ máy tính phát triển dựa vào mạng Internet Thuật ngữ "đám mây" lối nói ẩn dụ mạng Internet (dựa vào cách bố trí sơ đồ mạng máy tính) liên tưởng độ phức tạp sở hạ tầng chứa Ở mơ hình điện tốn này, khả liên quan đến công nghệ thông tin cung cấp dạng "dịch vụ", cho phép người sử dụng truy cập dịch vụ công nghệ từ nhà cung cấp "trong đám mây" mà khơng cần phải có kiến thức, kinh nghiệm cơng nghệ đó, không cần quan tâm đến sở hạ tầng phục vụ cơng nghệ Người sử dụng điện toán đám mây cần quan tâm tới dịch vụ máy tính yêu cầu Các chi tiết bên hệ thống ẩn khỏi người dùng Các liệu dịch vụ cung cấp nằm trung tâm liệu đám mây có khả mở rộng lớn truy cập đâu, từ thiết bị kết nối giới Nhiều nhà cung cấp điện toán đám mây xuất có tăng trưởng đáng kể việc sử dụng dịch vụ Google, Microsoft, Yahoo, IBM Amazon bắt đầu cung cấp dịch vụ điện tốn đám mây Trong Amazon nhà tiên phong lĩnh vực Các công ty nhỏ SmugMug, trang web lưu trữ hình ảnh trực tuyến, có sử dụng dịch vụ điện tốn đám mây để lưu trữ tất liệu thực số dịch vụ Điện tốn đám mây sử dụng lĩnh vực khác web hosting, lập trình song song, dựng hình đồ hoạ, mơ hình tài (IBM Clouds), phương pháp duyệt tìm kiếm web (web spider), phân tích gen (Amazon Clouds), v.v Với tính tiện dụng hiệu suất trên, điện toán đám mây trở thành xu hướng tất yếu tương lai Sự gia tăng số lượng người dùng điện toán đám mây đòi hỏi nhà cung cấp dịch vụ phải đáp ứng nhiều yêu cầu môi trường điện tốn đám mây Trong tăng thêm số lượng máy chủ cấu hình máy chủ phương pháp tạm thời Vì mà phương pháp cân tải mơi trường điện tốn đám mây ngày quan tâm trọng Việc sử dụng cách có hiệu nguồn tài nguyên “đám mây” vấn đề cần thiết Đây thách thức to lớn lĩnh vực điện toán đám mây Để đáp ứng yêu cầu việc thiết lập thuật tốn cân tải hiệu làm để sử dụng nguồn tài nguyên cách hợp lý mục đích mà điện tốn đám mây muốn đạt đến [1], [2] Chính mà tơi chọn đề tài luận văn “Nghiên cứu thuật toán cân tải mơi trường điện tốn đám mây” Luận văn thực nghiên cứu thuật toán cân tải mơi trường điện tốn đám mây áp dụng nay, đồng thời đề xuất cải tiến thuật toán cân tải động thực cho khung IaaS mơi trường mơ hình mơ điện toán đám mây CloudSim Bộ phận trung tâm liệu cân tải yêu cầu máy ảo có sẵn cách có hiệu để thông số hệ thống thời gian đáp ứng, thời gian xử lý liệu đạt hiệu tốt CHƯƠNG - CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1 Tổng quan Điện toán đám mây Những năm gần điện toán đám mây (cloud computing) lên xu hướng công nghệ, hầu hết nhà cung cấp công nghệ sử dụng phần mềm, phần cứng sở hạ tầng tận dụng Cơng nghệ kiến trúc dịch vụ điện toán đám mây cho phép khách hàng dịch vụ không sở hữu tài sản đám mây điện tử trả tiền sở lần sử dụng Về chất, họ thuê sở hạ tầng vật lý ứng dụng kiến trúc dùng chung Dịch vụ điện tốn đám mây từ lưu trữ liệu ứng dụng Web người dùng cuối, với dịch vụ điện toán tập trung khác Một khác biệt quan trọng mơ hình tính toán truyền thống điện toán đám mây khả mở rộng tính chất co giãn mà điện tốn đám mây cung cấp Thay kiến trúc hệ thống tĩnh, điện toán đám mây hỗ trợ khả tự động mở rộng quy mơ nhanh chóng thu hẹp quy mô, cung cấp cho khách hàng dịch vụ có độ tin cậy cao, thời gian đáp ứng nhanh chóng linh hoạt để xử lý biến động thơng lượng nhu cầu Điện tốn đám mây hỗ trợ nhiều người dùng, cung cấp hệ thống cấu hình suốt cách thống mang tính chia sẻ Cơng nghệ ảo hóa cho phép nhà cung cấp điện toán đám mây để chuyển đổi máy chủ thành nhiều máy ảo, loại bỏ máy tính client-server (khách – chủ) với hệ thống mục đích Điều tối đa hóa khả phần cứng cho phép khách hàng tận dụng cách triệt để kinh tế theo quy mơ sử dụng [1] Hình 1.1: Mơ hình điện tốn đám mây Các mơ hình điện tốn đám mây phân loại theo phương thức quản lý sở hữu, phân thành loại sau: - Đám mây công cộng (Public Cloud) - Đám mây riêng (Private Cloud) - Đám mây cộng đồng (Community Cloud) - Đám mây hỗn hợp (Hybrid Cloud) 1.2 Kiến trúc điện toán đám mây Kiến trúc điện tốn đám mây gồm có thành phần chính: Hạ tầng, lưu trữ (Storage), tảng, ứng dụng, dịch vụ, khách hàng KHÁCH HÀNG DỊCH VỤ ỨNG DỤNG NỀN TẢNG LƯU TRỮ HẠ TẦNG Hình 1.2: Các thành phần điện tốn đám mây 1.3 Các mơ hình dịch vụ điện toán đám mây Dịch vụ hạ tầng IaaS (Infrastructure as a Service): Dịch vụ tảng PaaS (Platform as a Service): Dịch vụ Phần mềm SaaS (Software as a Service): 1.4 Tổng quan cân tải 1.4.1 Khái quát cân tải Cân tải việc phân bố đồng lưu lượng truy cập hai hay nhiều máy chủ có chức hệ thống Bằng cách đó, giúp cho hệ thống giảm thiểu tối đa tình trạng máy chủ bị tải ngưng hoạt động Hoặc máy chủ gặp cố, cân tải đạo phân phối công việc máy chủ cho máy chủ lại, đẩy thời gian hoạt động liên tục hệ thống lên cao cải thiện suất hoạt động tổng thể Như cân tải phương pháp phân phối khối lượng tải nhiều máy tính cụm máy tính để sử dụng tối ưu nguồn lực, tối đa hóa thơng lượng, giảm thời gian đáp ứng tránh tình trạng tải máy chủ 1.4.2 Chức ưu điểm cân tải Chặn lưu lượng mạng, tách lưu lượng thành yêu cầu riêng biệt định máy chủ nhận u cầu đó, trì chế máy chủ sẵn sàng, Cung cấp khả dự phòng cách sử dụng nhiều kịch bản, Cung cấp khả nhận thức nội dung phân tán cách đọc địa URL, chặn cookie biên dịch XML 1.4.3 Các thông số đo lường cân tải Các kỹ thuật cân tải điện toán đám mây xem xét tham số khác như: phí tổn, thông lượng, hiệu năng, tận dụng tài nguyên, khả mở rộng, thời gian đáp ứng, khả chịu lỗi, thời gian di trú, lượng khí thải 1.5 Cân tải mơi trường điện tốn đám mây Điện tốn đám mây có hai mơi trường tĩnh động dựa vào cách phát triển cấu hình đám mây nhà cung cấp điện toán đám mây Cân tải điện toán đám mây cung cấp giải pháp hiệu cho vấn đề khác thiết lập sử dụng mơi trường điện tốn đám mây Cân tải phải cân nhắc đến hai nhiệm vụ chủ yếu, việc cung cấp tài nguyên phân bổ nguồn lực, vấn đề khác lập lịch công việc mơi trường phân tán Trích lập dự phòng có hiệu nguồn lực lập kế hoạch nguồn tài nguyên nhiệm vụ để đảm bảo tính chất sau: sẵn sàng tài nguyên có yêu cầu, nguồn tài nguyên thực có hiệu điều kiện tải cao thấp, tiết kiệm lượng điều kiện tải thấp,chi phí sử dụng tài nguyên thấp Người dùng Người dùng Người dùng n Ứng dụng Ứng dụng Ứng dụng Trung Tâm Dữ Liệu Cung Cấp Dịch Vụ Đám Mây Kênh thông tin liên lạc Hàng đợi yêu cầu Quản Lý Đám Mây VM-1 VM-2 VM-n Hình 1.3: Mơ hình kiến trúc đám mây cân tải 1.5.1 Cân tải tĩnh 1.5.2 Cân tải động Thuật tốn cân tải tĩnh phải thu thập thơng tin cơng việc trước tiến trình thực thi Nhưng khơng phải thơng tin biết trước tiến trình chưa bắt đầu Để đáp ứng số yêu cầu cao cân tải, thuật toán cân tải động đời Cân tải động khác với cân tải tĩnh, phân công công việc thực thời gian tiến trình chạy Tùy vào tình trạng tải hệ thống mà công việc, yêu cầu cân tải động phân công cấp phát tài nguyên thời gian chạy Tải chuyển từ nút tải nặng đến nút có tải nhẹ Chiến lược thuật toán cân tải động tập hợp thông tin trạng thái hệ thống thông tin yêu cầu Bộ phận quản lý cân tải cần phải tập hợp nhiều thông tin thời gian ngắn để đưa định việc phân công tài nguyên cách tốt Thuật toán cân tải động hầu hết ứng dụng vào hệ thống khơng đồng cấu hình, khác biệt u cầu tài nguyên tác vụ Nó gồm nút với tốc độ khác nhau, kích cỡ nhớ khác nhau, lượng tải khác nhau, mà có biến đổi thơng số q trình xử lý Thuật tốn cân tải động xử lý thơng số q trình chạy thuật toán cải tiến chiến lược cân tải tĩnh để hệ thống đạt hiệu suất cao [8] 1.5.3 Một số vấn đề cân tải động - Việc phân công công việc cho nút tính tốn phải dựa vào tình trạng hệ thống - Việc tính tốn tải thể để làm tính tốn khối lượng công việc nút cụ thể hệ thống - Chuyển giao công việc xác định liệu công việc thực thi cục hay từ xa - Trạng thái hệ thống thể khả nút nút có bị tải hay tải nhẹ - Phân công ưu tiên: ưu tiên để thực thi tiến trình cục từ xa nút cụ thể - Trao đổi thông tin tải hệ thống nút Để thực vấn đề cần có sách thơng tin hệ thống Chính sách thơng tin bao gồm bước sau: + Yêu cầu: xử lý bắt đầu tập hợp thông tin tải nút khác hoạt động cân tải bắt đầu + Định kỳ: Bộ xử lý thông báo thông tin tải chúng theo khoảng thường xuyên hai kiện tới nút khác + Chuyển trạng thái: xử lý chuyển trạng thái nút, thông báo tới nút khác qua thông điệp truyền - Giới hạn di trú: xác định tần số truyền thời gian tiến trình di trú từ nút tới nút khác 1.6 Bộ mơ điện tốn đám mây CloudSim 1.6.1 Thiết kế lớp CloudSim 1.6.2 Luồng giao tiếp thực thể lõi CloudSim 1.7 Tính cấp thiết đề tài 1.8 Tình hình nghiên cứu  Kết luận chương 1: Chương giới thiệu tổng quan điện tốn đám mây cân tải mơi trường điện toán đám mây Đồng thời đề cập đến cân tải tĩnh cân tải động, từ thấy khác biệt hai loại hình cân tải Qua khẳng định tính cấp thiết luận văn quan trọng Trong chương trình bày cơng cụ mơ Cloudsim, 10 thư viện dùng để hỗ trợ mơ hình hóa hệ thống điện tốn đám mây hữu ích dùng để mơ luận văn này.Chương trình bày phân tích mơt số thuật tốn cân tải mơi trường điện tốn đám mây 15 Khi có u cầu cấp phát máy ảo từ trung tâm liệu -Datacenter Bộ phận cân bằng tải chọn máy ảo tìm thấy bảng thơng tin máy ảo sẵn sàng Nếu tìm máy ảo sẵn sàng giao u cầu/tác vụ cho máy ảo Nếu khơng tìm được, trả trung tâm liệu - Datacenter giá trị = -1 sau Datacenter cho yêu cầu/tác vụ vào hàng đợi Sau thứ tự bước thuật tốn Throttled: Bước 1: ThrottledVmLoadBalancer trì bảng mục bao gồm máy ảo trạng thái máy ảo (bận/sẵn sàng) Khi bắt đầu tất máy ảo trạng thái sẵn sàng Bước 2: Datacentercontroller nhận yêu cầu Bước 3: Bước Datacentercontroller yêu cầu ThrottledVMLoadBalancer gửi cho bảng cấp phát Bước 4: ThrottledVmLoadBalancer phân tích bảng cấp phát từ Vm top đầu đến máy sẵn sàng tìm thấy bảng phân tích hồn thành Nếu tìm thấy: - The ThrottledVmLoadBalancer gửi lại ID VM đến DataCenterController - DataCenterController gửi yêu cầu đến VM xác định ID - DataCenterController ghi lại việc cấp phát ThrottledVmLoadBalancer Nếu khơng tìm thấy: - The ThrottledVmLoadBalancer trả về-1 - The DataCenterController xếp yêu cầu Bước 5: Khi VM kết thúc xử lý yêu cầu, DataCenerController nhận phản hồi cloudlet, Nó ghi ghú lại việc cấp phát VM ThrottledVmLoadBalancer 16 Bước 6: DataCenerController kiểm tra xem u cầu hàng đợi khơng Nếu còn, tiếp tục thực bước Bước 7: Lặp lại bước 2.6.2 Đánh giá thuật toán Trong thuật toán Throttled danh sách máy ảo sẵn sàng trì với trạng thái máy ảo, mà có u cầu phận quản lý đám mây việc đối chiếu tìm danh sách máy ảo sẵn sàng thực yêu cầu Đây phương pháp cân tải động sử dụng tài nguyên tốt nên có đạt hiệu tương đối tốt Mặc dù số điểm chưa tối ưu phương pháp Khi có yêu cầu đến phận quản lý đám mây tìm danh sách máy ảo sẵn sàng chọn máy ảo tìm thấy Cách tương đối hợp lý việc đảm bảo tính nhanh gọn, với trường hợp máy ảo sẵn sàng khơng đủ lực thực yêu cầu dẫn đến việc chậm trễ nhiều thời gian Phương pháp không xem xét tới lượng tải máy ảo, mà máy ảo khơng đủ lực thực u cầu phải quay trở lại tìm máy ảo Trong trường hợp làm cho hệ thống nhiều thời gian chờ thời gian đáp ứng Từ phân tích, đánh giá thuật tốn nêu đúc kết bảng so sánh tổng hợp sau: Bảng 2.1: Bảng so sánh thuật toán cân tải Thuật toán RoundRobin Ưu điểm Nhược điểm - Thuật toán đơn giản, đảm - Mỗi nút có khoảng bảo cơng bằng; thời gian cố định; - Hoạt động theo kiểu xoay - Khơng có tính linh hoạt vòng; mở rộng; - Đáp ứng nhanh chóng - Một số nút có tải trường hợp lực xử lý nặng, số nhàn rỗi; 17 Weighted RoundRobin Cải tiến Max-min Tránh tắc nghẽn cân tải Throttled máy ảo nhau; - Khơng có tình trạng đói - Cải tiến thuật tốn Round Robin, hoạt động theo kiểu xoay vòng có kết hợp với bảng trọng số lực xử lý máy ảo; - Có hiệu Round Robin trường hợp lực xử lý công việc máy ảo khác - Thuật toán đơn giản; - Nó thực nhiệm vụ dài đồng thời - Khơng lưu lại trạng thái phân bổ trước máy ảo - Khơng có tính linh hoạt mở rộng; - Không lưu lại trạng thái phân bổ trước máy ảo - Các nhiệm vụ lớn thực trước, nhiệm vụ nhỏ phải chờ Dẫn đến tình trạng đói việc cấp phát máy ảo; - Cân tải kém; - Danh sách máy ảo - Chưa xem xét đến khả trì với trạng thái hồn thành cơng việc máy ảo; máy ảo - Máy dùng tải chọn; -Hiệu suất tốt - Danh sách máy ảo - Qt tồn máy ảo trì với trạng thái từ đầu chọn máy ảo máy ảo; nhàn rỗi danh sách; - Hiệu suất tốt; Không xem xét tải - Sử dụng nguồn tài nguyên hành máy ảo hiệu  Kết luận chương 2: Chương giới thiệu số thuật toán cân tải mơi trường điện tốn đám mây, qua hiểu rõ khác 18 thuật toán cân tải tĩnh cân tải động Từ thấy chức Quản lý đám mây – Cloud Manager thuật toán Trong thuật tốn cân tải, xét tính cụ thể quản lý đám mây thuật tốn có cách xử lý điều phối máy ảo khác nhau, nói chung có chức quản lý, điều hành q trình phân phối máy ảo Chương nghiên cứu số thuật tốn cân tải, tiền đề sở cho phần ý tưởng cải tiến đề xất chương luận văn 19 CHƯƠNG 3: THUẬT TOÁN ĐỀ XUẤT 3.1 Giới thiệu 3.2 Thuật toán cải tiến 3.2.1 Ý tưởng Khi nghiên cứu tìm hiểu thuật tốn cân tải mơi trường điện tốn đám mây, thân tơi thấy cơng trình nêu nhóm tác giả vơ hữu ích Để phát huy đóng góp này, tơi cố gắng tìm hiểu thêm để thuật tốn tối ưu Vì theo tơi, quản lý đám mây - Cloud Manager tối ưu thuật tốn cân tải cách xét thêm số thông số thời gian hồn thành cơng việc dự kiến tài nguyên (vm) có danh sách yêu cầu tới kết có thuật tốn tối ưu Trong thuật tốn đề xuất tơi xét tới thông số cụ thể danh sách hàng đợi cơng việc u cầu tồn hệ thống (Cloudlet), danh sách hàng đợi đệ trình ứng với máy ảo, % mức độ sử dụng máy ảo (biểu số yêu cầu hàng đợi đệ trình máy ảo chi phí dự kiến để hồn thành hàng đợi đó), thời gian hồn thành dự kiến có yêu cầu đến máy ảo Từ tham số ta chọn máy ảo có thời gian hồn thành cơng việc dự kiến nhỏ mức độ sử dụng thấp để phân công công việc 3.2.2 Cơ sở tính tốn cho giải thuật cải tiến Để đo lường hiệu cân tải dựa nhiều yếu tố, quan trọng hai yếu tố tải hiệu suất Tải số hàng đợi CPU tận dụng CPU Hiệu suất thời gian đáp ứng trung bình yêu cầu người dùng Thuật tốn cân tải dựa vào thơng số đầu vào như: cấu hình máy 20 ảo, cấu hình tác vụ cloudlet, thời gian đến, thời gian hồn thành tác vụ, sau dự tính thời gian hoàn thành dự kiến tác vụ, thời gian đáp ứng dự kiến Thời gian đáp ứng thời gian xử lý cộng thêm chi phí thời gian truyền tải yêu cầu hay tác vụ, xếp hàng đợi qua nút mạng  Thời gian đáp ứng dự kiến tính theo cơng thức sau: Thời gian đáp ứng = F– A + TDelay Trong đó: F: Thời điểm hoàn thành xử lý tác vụ A: Thời điểm đến tác vụ TDelay thời gian truyền tải tác vụ  Xác định thời gian hoàn thành xử lý tác vụ dự kiến: Nếu sách lập lịch Spaceshare-Spaceshare Timeshare- Spaceshare xác định theo cơng thức: (3.1) Trong capacity áp dụng theo cơng thức: 21 (3.2) Nếu sách lập lịch Spaceshare-Timeshare Timeshare-Timeshare xác định theo cơng thức: (3.3) Trong capacity áp dụng theo công thức : (3.4) Trong công thức (3.1), (3.2), (3.3) (3.4): - eft(p) thời gian hoàn thành dự kiến Cloudlet p; - est thời điểm đến Cloudlet p; - rl tổng số thị mà Cloudlet p cần thực thi xử lý; - capacity lực xử lý trung bình (tính theo MIPS) core dành cho Cloudlet p; - ct thời gian mô tại; - cores(p) số lượng core yêu cầu Cloudlet; - np số lượng core thực mà host xét có; - cap lực xử lý core 22 Có hai chế lập lịch Timeshared Spaceshared Trong giới hạn luận văn này, thực thuật tốn mơ dựa sách Spaceshared – Timeshared máy ảo tác vụ Do vậy, sở tính tốn cho giải thuật đề xuất vào công thức (3.3) (3.4) 3.2.3 Thiết kế thuật toán Bước 1: Khởi tạo DatacenterBroker Bảng mục trạng thái máy ảo trạng thái Cloudlet Lúc khởi tạo chưa có máy ảo phân bổ Cloudlet Bước 2: Khi có yêu cầu phân bổ máy ảo từ DatacenterBroker đến, DatacenterBroker phân tích bảng mục trạng thái Sau tính tổng chi phí thời gian hồn thành xử lý tất Cloudlet có hàng đợi máy ảo cộng với thời gian dự kiến hoàn thành Cloudlet đến Nếu máy ảo có thời gian xử lý dự kiến nhỏ máy chọn để đệ trình Cloudlet Nếu có nhiều giá trị dựa vào hoptime Bước 3: Gửi ID máy ảo chọn đến DatacenterBroker sau DatacenterBroker gửi Cloudlet tới máy ảo xác định ID Bước 4: Databroker thông báo việc phân bổ cập nhật vào bảng trạng thái máy ảo Cloudlet Bước 5: Khi máy ảo hoàn thành yêu cầu xử lý DatacenterBroker nhận đáp ứng Cloudlet cập nhật vào bảng trạng thái Cloudlet hoàn thành giảm Cloudlet bảng trạng thái Bước 6: Quay lại bước 23 Bắt đầu Nhận yêu cầu tác vụ/Cloudlet Chọn máy ảo tối ưu danh sách máy ảo Tính tổng chi phí hoàn thành dự kiến (Các tác vụ hàng đợi tác vụ tới) Sai Tổng chi phí nhỏ nhất? Đúng Chọn máy ảo đáp ứng yêu cầu - Gửi yêu cầu tới máy ảo chọn Datacenter gán trạng thái chưa hoàn thành; - Thêm tác vụ vào hàng đợi máy ảo chọn; - Xóa tác vụ khỏi hàng đợi tác vụ cần xử lý Khơng tác vụ yêu cầu xử lý? S Sai Đúng Kết thúc Hình 3.1 : Lưu đồ thuật tốn cân tải cải tiến 24 3.2.4 Thiết lập mơ hình liệu đám mây mô Mục tiêu việc mô nhằm so sánh, phân tích, đánh giá thời gian đáp ứng thời gian xử lý liệu hai thuật toán Throttled thuật toán cải tiến Ứng dụng triển khai đám mây gồm datacenter Giá trị tham số hệ thống cho bảng Kịch mô tiến hành theo sách lập lịch cho máy ảo tác vụ SpaceSharedSpaceShared Bảng 3.1: Giá trị tham số thiết lập đám mây Loại Tham số Giá trị Datacenter Số lượng Datacenter Số lượng Host Số lượng PE Host 1-4 MIPS PE 1000-30000 MIPS Bộ nhớ Host 5120-10240-12288 Host Dung lượng lưu trữ 10240001044480MB (1000-1020GB) Băng thông Tổng số máy ảo Máy ảo Bộ nhớ máy ảo (Ram) Băng thông Tổng số Cloudlet Cloudlet/tác vụ Chiều dài Cloudlet Số PE yêu cầu 10000MB 1024-3072 1024MB 10-100 1024-20480 1-3 25 ID Bảng 3.2: Thiết lập tham số cấu hình máy ảo Bộ nhớ Băng Tốc độ PE Số PE/core (Mb) thông(Mb) (MIPS) 4069 1024 200000 2048 1024 100000 1024 1024 50000 Bảng 3.3 Thiết lập tham số Cloudlet 3.2.5 Kết thực nghiệm mô Bảng 3.4: Kết mô thuật tốn Throttled (50 Cloudlets) Bảng 3.5: Kết mơ thuật toán cải tiến (50 Cloudlets) 26 Bảng 3.6: So sánh kết mô hai thuật toán Throttled thuật toán cải tiến (Số lượng Cloudlet 10, 20, 30, 40, 50, 60) Số Cloudlet Thời gian xử lý liệu trung bình (ms) Thời gian đáp ứng liệu trung bình(ms) Thuật tốn Throttled Thuật toán cải tiến Thuật toán Throttled Thuật toán cải tiến 10 337.75 258.75 797.5 644.25 20 340.263 297.75 1315.658 1171.5 30 333.917 314.917 1912.75 1704.917 40 344.75 310.875 2488.375 2217.75 50 336.75 310.65 3036.65 2734.15 60 332.25 310.5 3575.083 3250.5 70 329.063 310.393 4107.179 3766.821 80 326.625 310.312 4635.312 4283.125 90 324.75 310.25 5160.806 4799.417 100 323.25 310.2 5684.45 5315.7 27 400 350 Thời gian (ms) 300 250 Cải tiến 200 Throttled 150 100 50 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Số Cloudlet Hình 3.3: Biểu đồ so sánh thời gian xử lý liệu trung bình hai thuật tốn Nhận xét: Từ kết mô biểu đồ so sánh thời gian xử lý trung bình thời gian đáp ứng trung bình hai thuật tốn Throttled thuật toán cải tiến thấy thời gian xử lý thời gian đáp ứng trung bình cải thiện với tất trường hợp số lượng Cloudlet khác 28 6000 Thời gian(ms) 5000 4000 3000 Cải tiến 2000 Throttled 1000 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Số Cloudlet Hình 3.4: Biểu đồ so sánh thời gian đáp ứng trung bình hai thuật tốn 3.3 Kết luận Thuật tốn cải tiến cải tiến kế thừa từ thuật tốn throttled thực nghiệm mơi trường mơ điện tốn đám mây Cloudsim dùng ngơn ngữ lập trình Java Trong luận văn sử dụng chính lập lịch SpacesharedTimeshared với máy ảo tác vụ Từ biểu đồ 3.3 3.4 ta thấy thời gian đáp ứng thời gian xử lý trung bình thuật tốn cải tiến cải thiện đáng kể so với thuật toán Throttled 29 CHƯƠNG – KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận văn “Nghiên cứu thuật toán cân tải mơi trường điện tốn đám mây” tập trung nghiên cứu tổng quát kỹ thuật cân tải mơi trường điện tốn đám mây số tht tốn cân tải cơng bố áp dụng vào thực tế Qua phân tích, đánh giá đạt mục tiêu sau: - Tổng quan mơi trường điện tốn đám mây - Nghiên cứu mơ điện tốn đám mây Cloudsim - Tìm hiểu, nghiên cứu số thuật tốn cân tải: RoudRobin, cải tiến Maxmin, tránh tắc nghẽn cân tải, Throttled Cải tiến thuật toán cân tải Throttled - Thuật toán cải tiến cải thiện hai thông số đầu thời gian xử lý trung bình thời gian đáp ứng trung bình thuật toán Throttled  Hạn chế kiến nghị Do thời gian nghiên cứu thực luận văn không nhiều nên đề tài thực mô Datacenter Nếu có thêm điều kiện thời gian cho việc nghiên cứu mong muốn luận văn áp dụng vào môi trường thực tế ... thải 1.5 Cân tải mơi trường điện tốn đám mây Điện tốn đám mây có hai môi trường tĩnh động dựa vào cách phát triển cấu hình đám mây nhà cung cấp điện toán đám mây Cân tải điện toán đám mây cung... thiệu số thuật tốn cân tải mơi trường điện tốn đám mây, qua hiểu rõ khác 18 thuật toán cân tải tĩnh cân tải động Từ thấy chức Quản lý đám mây – Cloud Manager thuật toán Trong thuật toán cân tải, ... thống điện tốn đám mây hữu ích dùng để mơ luận văn này.Chương trình bày phân tích mơt số thuật tốn cân tải mơi trường điện toán đám mây 11 CHƯƠNG - MỘT SỐ THUẬT TỐN CÂN BẰNG TẢI TRÊN MƠI TRƯỜNG ĐIỆN