Việc quản lý và xử lý dữ liệu của tổ chức, công ty cũng như dữ liệu cá nhân, khách hàng là một trong những chiến được ưu tiên hàng đầu của nhà quản lý đã đang đang gây ra nhiều khó khăn do sự bùng nổ thông tin và phức tạp trong xử lý, cộng thêm đầu tư cơ sở hạ tầng thông tin với chi phí cao. Để có thể quản lý và xử lý được nguồn dữ liệu đó, ban đầu các tổ chức, doanh nghiệp phải đầu tư, tính toán rất nhiều loại chi phí như: chi phí cho cơ sở hạ tầng phần cứng, phần mềm, hệ thống mạng, chi phí cho quản trị viên, chi phí bảo trì, sửa chữa, nâng cấp, bảo mật dữ liệu và tính khả dùng của dữ liệu. Từ những đòi hỏi đó, các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực công nghệ thông tin đã đi tìm giải pháp và đưa ra khái niệm điện toán đám mây, là nơi cho phép các tổ chức, doanh nghiệp quản lý, sử dụng và xử lý tốt nguồn tài nguyên của mình mà ít quan tâm đến đầu tư cơ sở hạ tầng thông tin.Để phục vụ cho người sử dụng dịch vụ cũng như nhà cung cấp dịch vụ một nền tảng được xây dựng mà ở đó cơ sở hạ tầng máy chủ ảo, nền tảng phát triển ứng dụng và phần mềm được xem như là dịch vụ.Việc điều phối, thực hiện bài toán trên môi trường phân tán và song song gặp nhiều khó khăn trong môi trường điện toán đám mây, nơi mà người sử dụng yêu cầu hai yếu tố thời gian kết thúc và giá cả thực hiện bài toán.Mục đích của bài toán lập lịch ước lượng chi phí là đưa ra giải pháp tối ưu để giải bài toán dựa vào tính chất bài toán và tình trạng tài nguyên của hệ thống nhằm tăng cường khả năng vận hành, hiệu suất của hệ thống và những yêu cầu hoàn thành bài toán từ người dùng. Những đảm bảo trên nhằm đáp ứng chất lượng dịch vụ tốt, điều này gây ra khó khăn trong môi trường điện toán đám mây, nơi mà các tài nguyên phân tán, không đồng nhất, được sở hữu nhiều tổ chức khác nhau với những quy định về cấu hình, giá dịch vụ cũng không giống nhau.Để phục vụ tốt yêu cầu của người sử dụng, hệ thống phải lập lịch công việc sao cho đáp ứng được yêu cầu về chi phí dịch vụ và thời gian thực hiện, hai yêu cầu cốt lõi của người sử dụng trong khi sử dụng dịch vụ: một là quan tâm về thời gian giải bài toán; hai là yêu cầu về tối ưu giá.Thấy được sự hấp dẫn của mô hình thương mại điện toán đám mây tôi quyết định đi nghiên cứu, tìm hiểu một khía cạnh quan trọng của nền tảng đó.
1 LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn VÕ THANH MINH LỜI CẢM ƠN Trước hết, xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn TS Nguyễn Mậu Hân tận tình hướng dẫn tơi suốt q trình làm luận văn tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Khoa Học - Huế, Khoa Công Nghệ Thông Tin tạo điều kiện thuận lợi cho học tập Xin gửi lời tri ân tới q thầy tận tình giảng dạy, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho trình học tập nghiên cứu Xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu, đồng nghiệp tạo điều kiện để học Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia đình tơi, người thân bạn bè bên cạnh, động viên, giúp đỡ suốt thời gian học tập thực đề tài Xin chân thành cảm ơn! Tác giả luận văn MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT .vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ viii MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 1.1.Giới thiệu .4 1.2.Nền tảng điện toán đám mây 1.2.1.Định nghĩa điện toán lưới 1.2.2.Đặc trưng điện toán lưới 1.2.3.Kiến trúc Điện toán lưới 1.3.Điện toán đám mây 12 1.3.1.Định nghĩa điện toán đám mây 12 1.3.2.Đặc trưng điện toán đám mây 12 1.3.3.Kiến trúc điện toán đám mây 14 1.4.Mối quan hệ điện toán lưới điện toán đám mây 15 Chương 2: LẬP LỊCH VÀ HỆ THỐNG QUẢN LÝ LUỒNG CÔNG VIỆC .17 2.1 Giới thiệu luồng công việc hệ thống quản lý .17 2.1.1 Định nghĩa luồng công việc 17 2.1.2 Kiến trúc hệ thống quản lý luồng công việc 17 2.1.3.Một số hệ thống quản lý luồng công việc 19 2.2.Giới thiệu số phương pháp lập lịch luồng công việc .22 2.2.1.Các phương pháp nỗ lực tốt 23 2.3.2 Các phương pháp ràng buộc chất lượng dịch vụ 31 2.3.Đánh giá phân tích yêu cầu 35 2.3.1.Bài toán 35 2.3.2.Phân tích tốn 35 2.3.3.Phân tích yêu cầu 36 Chương 3: THUẬT TOÁN LƯỢNG GIÁ VỀ CHI PHÍ VÀ THỜI GIAN 37 3.1.Giới thiệu .37 3.2.Phân tích yêu cầu giải pháp tổng thể 37 3.2.1.Phân tích yêu cầu 37 3.2.1.Giải pháp tổng thể 38 3.2.2.Cơ sở hạ tầng lập lịch .38 3.2.3.Thuật toán CTC 40 3.2.4.Phân tích độ phức tạp thuật tốn 48 3.2.5.Ví dụ biểu diễn cho thuật toán .49 3.3 Mơ so sánh thuật tốn .59 3.3.1 Môi trường mô 59 3.3.2 So sánh kết .60 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers AEST Absolute Earliest Start Time ALST Absolute Latest Start Time SL Sort List FIFO First In, First Out JIT Just In Time CTC Compromised Time Cost CTC-MT Compromised Time Cost Minimise Time CTC-MC Compromised Time Cost Minimise Cost SD Sub Deadline UB User-designated budget LB Lower bound HB Higher bound VO Virtual Organisation QoS Quality of Service DAG Directed Acyclic Graph AEST Absolute Earliest Start Time ALST Absolute Latest Start Time FCP Fast Critical Path AGS Adaptive Generalised Scheduler WMM Workflow Mapping Mechanism AWS Adaptive Workflow Splitting ASA Adaptive Scheduling Algorithm HEFT Heterogeneous Earliest-Finish-Time GRASP Greedy Randomised Adaptive Search Procedure SA Simulated Annealing DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Số hiệu Tên bảng bảng Bảng 3.1 Bảng tham khảo chuẩn giá tốc độ Trang 44 Bảng 3.2 Bảng tham khảo chuẩn giá băng thông 45 Bảng 3.3 Bảng kết thuật toán CTC 53 Bảng 3.4 Minh họa giai đoạn lập lịch với thuật toán CTC 54 Bảng 3.5 Bảng kết thuật toán DMP 58 Bảng 3.6 Minh họa giai đoạn lập lịch với thuật toán DMP 59 Bảng 3.7 Bảng so sánh kết 60 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Sớ hiệu hình ve Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 3.1 Hình 3.2 Biểu đồ 3.1 Hình 3.3 Đồ thị 3.1 Tên hình ve Kiến trúc Điện toán lưới Kiến trúc lập trình Điện tốn lưới Kiến trúc Điện tốn đám mây Mối quan hệ Điện toán lưới Điện tốn đám mây Hệ thống quản lý luồng cơng việc Thành phần hệ thống quản lý luồng công việc Cơ sở hạ tầng lập lịch Quan hệ đại lượng Biểu đồ JIT Ví dụ minh họa Đồ thị so sánh kết CTC MDP Tran g 11 14 15 18 20 39 44 47 49 60 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Việc quản lý xử lý liệu tổ chức, công ty liệu cá nhân, khách hàng chiến ưu tiên hàng đầu nhà quản lý đang gây nhiều khó khăn bùng nổ thơng tin phức tạp xử lý, cộng thêm đầu tư sở hạ tầng thơng tin với chi phí cao Để quản lý xử lý nguồn liệu đó, ban đầu tổ chức, doanh nghiệp phải đầu tư, tính tốn nhiều loại chi phí như: chi phí cho sở hạ tầng phần cứng, phần mềm, hệ thống mạng, chi phí cho quản trị viên, chi phí bảo trì, sửa chữa, nâng cấp, bảo mật liệu tính khả dùng liệu Từ địi hỏi đó, nhà nghiên cứu lĩnh vực cơng nghệ thơng tin tìm giải pháp đưa khái niệm điện toán đám mây, nơi cho phép tổ chức, doanh nghiệp quản lý, sử dụng xử lý tốt nguồn tài nguyên mà quan tâm đến đầu tư sở hạ tầng thông tin Để phục vụ cho người sử dụng dịch vụ nhà cung cấp dịch vụ tảng xây dựng mà sở hạ tầng máy chủ ảo, tảng phát triển ứng dụng phần mềm xem dịch vụ Việc điều phối, thực tốn mơi trường phân tán song song gặp nhiều khó khăn mơi trường điện tốn đám mây, nơi mà người sử dụng yêu cầu hai yếu tố thời gian kết thúc giá thực tốn Mục đích tốn lập lịch ước lượng chi phí đưa giải pháp tối ưu để giải toán dựa vào tính chất tốn tình trạng tài ngun hệ thống nhằm tăng cường khả vận hành, hiệu suất hệ thống yêu cầu hoàn thành toán từ người dùng Những đảm bảo nhằm đáp ứng chất lượng dịch vụ tốt, điều gây khó khăn mơi trường điện tốn đám mây, nơi mà tài nguyên phân tán, không đồng nhất, sở hữu nhiều tổ chức khác với quy định cấu hình, giá dịch vụ không giống Để phục vụ tốt yêu cầu người sử dụng, hệ thống phải lập lịch công việc cho đáp ứng yêu cầu chi phí dịch vụ thời gian thực hiện, hai yêu cầu cốt lõi người sử dụng sử dụng dịch vụ: quan tâm thời gian giải toán; hai yêu cầu tối ưu giá Thấy hấp dẫn mơ hình thương mại điện tốn đám mây tơi định nghiên cứu, tìm hiểu khía cạnh quan trọng tảng Mục đích nghiên cứu - Tìm hiểu khái niệm điện tốn đám mây - Tìm hiểu liên hệ điện toán lưới điện toán đám mây - Giới thiệu số phương pháp lập lịch luồng cơng việc - Phân tích thuật tốn CTC ước lượng chi phí thời gian mơi trường điện tốn đám mây - Mô đánh giá kết thuật tốn CTC Đới tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu luận văn lập lịch luồng cơng việc điện tốn đám mây sử dụng thuật toán CTC - Phạm vi nghiên cứu: tìm hiểu lý thuyết điện tốn đám mây cài đặt thuật tốn CTC thử nghiệm mơi trường mơ Phương pháp nghiên cứu - Tìm hiểu, phân tích tổng hợp báo, tài liệu - Dựa kết công bố phân tích, đánh giá số thuật tốn mơi trường điện toán đám mây Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Sau trình nghiên cứu đề tài “Tìm hiểu điện tốn đám mây tốn ước lượng chi phí” tác giả hiểu khái niệm điện toán đám mây triển khai, cài đặt trình tiện ích lập lịch điện tốn đám mây, hình thành khả quan sát, phân tích, đánh giá tốn Cấu trúc luận văn Luận văn chia thành chương Chương 1: Tổng quan điện tốn đám mây Tìm hiểu khái niệm điện tốn đám mây, mối liên hệ với công nghệ tại, cung cấp kiến trúc điện tốn đám mây giải thích chúng Chương 2: Lập lịch hệ thống quản lý luồng công việc Tìm hiểu định nghĩa luồng cơng việc, giới thiệu kiến trúc giải thích kiến trúc lập lịch cho luồng, nêu số ý tưởng phương pháp lập lịch luồng công việc sử dụng Chương 3: Thuật tốn lượng giá chi phí thời gian Trong chương tập trung chủ yếu giải mục tiêu sau: đặt vấn đề toán, phân tích u cầu, đưa giải pháp cho tốn, trình bày thuật tốn, phân tích ví dụ để làm sáng tỏ giai đoạn lập lịch, cài đặt, so sánh đánh giá kết thu từ thực nghiệm 51 (1) Đối với I1T1 với SD=4, lập lịch S 1, ta có kết sau: - Vì I1T1 nhiệm vụ bắt đầu nên khơng có liệu sinh từ nhiệm vụ trước nó, liệu sẵn thời gian S1 DAT(I1T1|S1) = - Thời gian hoàn thành FCT, theo công thức (2) (6) là: - FCT(I1T1|S1) = max(SAT(S1),DAT(I1T1|S1)) + EET(I1T1|S1)/PS = max(0,0) + 2/0.5 = 4s - Giá thực cuối FEC nhiệm vụ I1T1 S1 FEC(I1T1|S1) = EFEC(I1T1|S1)*PS, nghĩa FEC(I1T1|S1) = EFEC(I1T1)*PS = 20*0.5 = 10USD - SATmới (I1T1|S1) = FCT(I1T1|S1) = 4s +Nếu I1T1 lập lịch S2 ta có kết sau: - DAT(I1T1|S2) = - FCT(I1T1|S2) = max(SAT(S2),DAT(I1T1|S2)) + EET(I1T1)/2 = max(1,0) + 2/2 = 2s - FEC(I1T1|S2) = EFEC(I1T1)*2 = 20*2 = 40USD - SATmới(S2) = FCT (I1T1|S2) = 2s Chúng ta thấy giá thực thi S1 S2 thời gian hoàn thành vượt ngưỡng SD nó, I1T1 lập lịch S2 (2) Đối với I2T1 có SD = lập lịch S1 ta có kết sau: - DAT(I2T1|S1) = 0s - FCT(I2T1|S1) = max(SAT(S1), DAT(I2T1|S1)) + EET(I2T1)/PS = max (0,0) + 2/0.5 = 4s - FEC(I2T1|S1) = 20*0.5 = 10USD - SATmới (S1) = FCT (I2T1|S1) = 4s Nếu lập lịch S2 ta có: - DAT(I2T1|S2) = 0s - FCT(I2T1|S2) = max(SAT(S2), DAT(I2T1|S2)) + EET(I2T1)/PS = max (0,0)+2/2 = 1s 52 - FEC(I2T1|S2) = 20*2 = 40USD - SATmới (S2) = FCT (I2T1|S2) = 1s Thời gian hoàn thành dịch vụ nhỏ SD nó, lập lịch S1 có chi phí thấp nên chọn Với cách tương tự ta có I4T1 lập S1 I3T1 lập lịch S2 Lập lịch vòng Ở vòng nhiệm vụ I1T2, I2T2, I3T2 I4T2 lập lịch nhiệm vụ trước thực lập lịch xong Giả sử dịch vụ S dịch vụ S4 rảnh, ta có SAT(S3) = SAT(S4) = Thứ tự thực I 1T2, I3T2, I2T2, I4T2 nhận nhờ thời gian hồn thành nhiệm vụ trước (1)Với I1T2 có SD = 6, lập lịch S , ta có kết bước sau: - Bởi I1T2 có nhiệm vụ trước I1T1, - DAT(I1T2|S3) = FCT(I1T1|S2) + DTT(S2,S3) = 1+1 = 2s - FCT(I1T2|S3) = max(SAT(S3), DAT(I1T2|S3)) +EET(I1T2|S3)/SP = max(0,2) +3/1 = 5s - FEC(I1T2|S3) = 30*1 = 30USD - SATmới (S3) = FCT(I1T2|S3) = 5s Nếu lập lịch S4 ta có, - DAT(I1T2|S4) = FCT(I1T1|S4) +DTT(S2,S4) =1+1=2s - FCT(I1T2|S4) = max(SAT(S4), DAT(I1T2|S4)) +EET(I1T2|S4)/3 = max(0,2) + 3/3 = 3s - FEC(I1T2|S4) = 30*3 = 90USD - SATmới (S4) = FCT(I1T2|S4) = 3s Ta thấy lập lịch S3 S4 thỏa mãn ngưỡng SD S3 có giá thấp nên chọn Tương tự ta nhận I2T2 lập lịch S3 (kí hiệu I2T2| S3), I3T2| S4, I4T2|S4 Lập lịch vòng Tương tự ta thu I3T3, I1T3, I2T3 I4T3, I3T3 I1T3 lập lịch S5, I2T3 I4T3 lập lịch S6 53 Đến khơng cịn nhiệm vụ q trình lập lịch kết thúc, bảng tóm tắt minh họa vòng lập lịch sau: Bảng 3.3 Bảng kết thuật toán CTC V Si S1 * S2 * S1 S2 S1 * S2 * S1 S2 S3 S4 * S3 S4 S3 * S4 S3 * S4 * * S5 S6 S5 * S6 S5 * S6 S5 * S6 SP 0, 0, 0, 0, 3 3 5 5 IiTi S D I1T1 I2T1 I3T1 I4T1 I1T2 I3T2 10 I2T2 I4T2 12 I1T3 14 I2T3 14 I3T3 14 I4T3 14 DAT(s ) SAT(s ) FCT(s ) FEC(USD K ) 0 10 0 40 0 10 40 10 40 10 2 3 5 9 0 8 11 12 10 40 30 90 30 90 30 90 30 90 10 10 20 10 14 10 20 10 14 10 9 11 20 11 10 14 10 11 11 13 20 Ghi chú: *Si dịch vụ chọn để lên lịch cho nhiệm vụ 4 54 Bảng 3.4 Minh họa giai đoạn lập lịch với thuật toán CTC S1 S2 S3 S4 S5 S6 I1T1 I2T1 I3T1 10 11 12 14s I4T1 I1T2 I3T2 I2T2 I4T2 I1T3 I2T3 I3T3 I4T3 Như ta có chi phí để thực thể là: 2*10 + 2*40 + 2*30 +2*90 +1*20 +3*20 =420USD Để có so sánh, đánh giá thuật toán Deadline-MDP lựa chọn để giải tốn 3.2.5.2.Phân tích lập lịch thuật tốn Deadline-MDP Sau áp dụng cách tính SD nhiệm vụ thể 1, nhận SD(I1T3) = 14, SD(I1T2) = SD(I1T3) – (4-2)*2 = 14- = 10, SD(I1T1) = SD(I1T2) – (4-1)*2 =10 - 6=4 Lập lịch vòng Giả sử S1, S2 rảnh rỗi, có nghĩa SAT(S 1) = SAT(S2) = 0, nhiệm vụ lên lịch theo thứ tự I1T1, I2T1 , I3T1, I4T1 (1) Nhiệm vụ I1T1 có SD = 4, lập lịch S ta có kết sau: - I1T1 nhiệm vụ bắt đầu, khơng có liệu từ nhiệm vụ trước nó, DAT(I1T1|S1) = - FCT(I1T1|S1) = max(SAT(S1),DAT(I1T1|S1)) + EET/PS = max(0,0) + 2/0.5=4s - FEC(I1T1|S1) = EFEC(I1T1)*SP = 20*0.5 = 10 USD SATmới(S1) = FCT(I1T1|S1) = 4s Nếu lập lịch S2 , ta có kết sau: 55 - DAT(I1T1|S2) = - FCT(I1T1|S2) = max(SAT(S2),DAT(I1T1|S2)) + EET/PS = max(0,0) + 2/2 = 1s - FEC(I1T1|S2) = EFEC(I1T1)*SP = 20*2 = 40 USD SATmới = FCT(I1T1|S1) = 1s Lập lịch S1 S2 không vượt SD nó, S1 giá thấp nên chọn để lập lịch (2) Với I2T1 có SD = 4, lập lịch S1 ta có kết sau: - DAT(I2T1|S1) = - FCT(I2T1|S1) = max(SAT(S1),DAT(I2T1|S1)) + EET/PS = max(4,0) + 2/0.5 = 8s - FEC(I2T1|S1) = EFEC(I2T1)*SP = 20*0.5 = 10 USD SATmới = FCT(I2T1|S1) = 8s Nếu lập lịch S2, ta có kết sau: - DAT(I2T1|S2) = - FCT(I2T1|S2) = max(SAT(S2),DAT(I2T1|S2)) + EET/PS = max(0,0) + 2/2 = 1s - FEC(I2T1|S2) = EFEC(I2T1)*SP = 20*2 = 40 USD SATmới = FCT(I1T1|S1) = 1s Chúng ta thấy, chi phí lập lịch lịch S thời gian hồn thành vượt q SD nó, S2 chọn để lên lịch (3) Đối với I3T1 với SD = lập lịch S1 ta có: - DAT(I3T1|S1) = - FCT(I3T1|S1) = max(SAT(S1),DAT(I3T1|S1)) + EET/PS = max(4,0) + 2/0.5 = 8s - FEC(I3T1|S1) = EFEC(I3T1)*SP = 20*0.5 = 10 USD SATmới(S1) = FCT(I2T1|S1) = 8s Nếu lập lịch S2, ta có kết sau: - DAT(I3T1|S2) = 56 - FCT(I3T1|S2) = max(SAT(S2),DAT(I3T1|S2)) + EET/PS = max(1,0) + 2/2 = 2s - FEC(I3T1|S2) = EFEC(I3T1)*SP = 20*2 = 40 USD SATmới(S2) = FCT(I2T1|S2) = 2s Lập lịch S2 lựa chọn thỏa mãn điều kiện ngưỡng SD (4) Đối với I4T1 với SD = lập lịch S1 ta có: - DAT(I4T1|S1) = - FCT(I4T1|S1) = max(SAT(S1),DAT(I4T1|S1)) + EET/PS = max(4,0) + 2/0.5 = 8s - FEC(I4T1|S1) = EFEC(I4T1)*SP = 20*0.5 = 10 USD - SATmới(S1) = FCT(I4T1|S1) = 8s Nếu lập lịch S2, ta có kết sau: - DAT(I4T1|S2) = - FCT(I4T1|S2) = max(S2),DAT(I4T1|S2)) + EET/PS = max(2,0) + 2/2 = 3s - FEC(I4T1|S2) = EFEC(I4T1)*SP = 20*2=40 USD - SATmới(S2)=FCT(I4T1|S2)=3s Lập lịch S2 lựa chọn thỏa mãn điều kiện ngưỡng SD Lập lịch vòng Trong vòng nhiệm vụ I1T2, I2T2 , I3T2, I4T2 lập lịch nhiệm vụ trước lập lịch xong Giả sử dịch vụ (kí hiệu S3) dịch vụ (kí hiệu S 4) rảnh, SAT(S3) = SAT(S4) = 0, lập lịch theo thứ tự I2T2 , I3T2, I4T2, I1T2 dựa vào xếp tăng dần giá trị FCT vịng (1)Với I2T2 có SD = 10, lập lịch S3 ta có kết sau: - DAT(I2T2|S3) = FCT(I2T1|S2)+ DTT(S2,S3) =1+1=2s - FCT(I2T2|S3)= max(SAT(S3),DAT(I2T2|S3)) + EET/PS = max(0,2)+ 3/1 = 5s - FEC(I2T2|S3) = EFEC(I2T2)*SP = 30*1=30 USD - SATmới(S3)=FCT(I2T2|S3)=5s 57 Nếu lập lịch S4, ta có kết sau: - DAT(I2T2|S4) = FCT(I2T1|S2)+ DTT(S2,S4) =1+1=2s - FCT(I2T2|S4) = max(SAT(S4),DAT(I2T2|S4)) + EET/PS = max(0,2) + 3/3 = 3s - FEC(I2T2|S4) = EFEC(I2T2)*SP = 30*3= 90 USD - SATmới(S4) = FCT(I2T2|S3) = 3s Cả hai trường hợp thỏa mãn SD, lập lịch S chọn chi phí thấp (2)Với I3T2 có SD = 10, lập lịch S3 ta có kết sau: - DAT(I3T2|S3) = FCT(I3T1|S2)+ DTT(S2,S3) =2+1=3s - FCT(I3T2|S3) = max(SAT(S3),DAT(I3T2|S3)) + EET/PS= max(5,2) + 3/1= 8s - FEC(I3T2|S3) = EFEC(I3T2)*SP = 30*1= 30 USD - SATmới(S3) = FCT(I2T2|S3) = 8s Nếu lập lịch S4, ta có kết sau: - DAT(I3T2|S4) = FCT(I3T1|S2)+ DTT(S2,S4) =2+1=3s - FCT(I3T2|S4) = max(SAT(S4),DAT(I3T2|S4)) + EET/PS= max(0,3) + 3/3= 4s - FEC(I3T2|S3) = EFEC(I3T2)*SP = 30*3 = 90 USD - SATmới(S4) = FCT(I3T2|S3) = 4s Như nhiệm vụ lập lịch S3 (3) Với I4T2 có SD = 10, lập lịch S3 ta có kết sau: - DAT(I4T2|S3) = FCT(I4T1|S2)+ DTT(S2,S3) =3+1=4s - FCT(I4T2|S3) = max(SAT(S3),DAT(I4T2|S3)) + EET/PS= max(8,4) + 3/1= 11s - FEC(I4T2|S3) = EFEC(I4T2)*SP = 30*1=30 USD - SATmới(S3) = FCT(I2T2|S3) = 11s Nếu lập lịch S4, ta có kết sau: - DAT(I4T2|S4) = FCT(I4T1|S2) + DTT(S2,S4) = 3+1 = 4s - FCT(I4T2|S4) = max(SAT(S 4),DAT(I4T2|S4)) + EET/PS= max(0,4) + 3/3 = 5s 58 - FEC(I4T2|S4) = EFEC(I4T2)*SP = 30*3=90 USD - SATmới(S4)= FCT(I4T2|S4)= 5s Như nhiệm vụ lập lịch S4 (4) Với I1T2 có SD = 10, lập lịch S3 ta có kết sau: - DAT(I1T2|S3) = FCT(I1T1|S1)+ DTT(S1,S3) =4+1=5s - FCT(I1T2|S3) = max(SAT(S3),DAT(I4T2|S3)) + EET/PS= max(8,5) + 3/1= 11s - FEC(I1T2|S3) = EFEC(I1T2)*SP = 30*1= 30 USD - SATmới(S3) = FCT(I1T2|S3) = 11s Nếu lập lịch S4, ta có kết sau: - DAT(I1T2|S4) = FCT(I1T1|S1)+ DTT(S1,S4) =4+1=5s - FCT(I1T2|S4) = max(SAT(S4),DAT(I1T2|S4)) + EET/PS= max(5,5) + 3/3= 6s - FEC(I1T2|S4) = EFEC(I1T2)*SP = 30*3=90 USD - SATmới(S4) = FCT(I1T2|S4) = 6s Như nhiệm vụ lập lịch S4 Lập lịch vòng Tương tự I2T3 lập lịch S5 nhiệm vụ lại lập lịch S6 Đến khơng cịn nhiệm vụ trình lập lịch kết thúc, bảng tóm tắt minh họa vịng lập lịch sau: Bảng 3.5 Bảng kết thuật toán DMP V Si * S1 S2 S1 * S2 S1 SP 0, 0, 0, IiTi S D I1T1 I2T1 I3T1 4 DAT(s ) SAT(s ) FCT(s ) FEC(USD K ) 10 0 0 40 10 0 40 10 59 0, 3 3 5 5 * S2 S1 * S2 S3 S4 * S3 S4 S3 * S4 S3 * S4 * * S5 S6 S5 * S6 S5 * S6 S5 * S6 I4T1 I2T2 10 I3T2 10 I4T2 10 I1T2 10 I2T3 14 I4T3 14 I1T3 14 I3T3 14 40 10 2 3 4 5 0 8 5 11 11 40 30 90 30 90 30 90 30 90 10 10 20 10 14 10 20 10 14 10 10 20 10 14 10 10 12 20 Bảng 3.6 Minh họa giai đoạn lập lịch với thuật toán DMP S1 S2 S3 S4 S5 S6 I2T1 11 14s I1T1 I3T1 I4T1 I2T2 I3T2 I4T2 I1T2 I2T3 I4T3 I1T3 I3T3 Như đến ta có chi phí để thực thể là: 1*10 + 3*40 + 2*30 +2*90 +1*10 + 3* 20 = 440 USD 60 3.3 Mơ so sánh thuật tốn 3.3.1 Mơi trường mơ - Cài đặt thuật tốn CTC vào công cụ mã nguồn mở cloudsim-2.1.1 phát hành Phịng thí nghiệm, đại học Melbourne - Cơng cụ lập trình NetBeans IDE 7.0.1 (Build 201107282000) - Java: 1.7.0; Java HotSpot(TM) Client VM 21.0-b17 - System: Windows version 6.1 running on x86; Cp1252; en_US (nb) - Cloudsim có nhiệm vụ khởi tạo các đám mây dịch vụ tham số liên quan đến dịch vụ tốc độ, tình trạng tải, phần trăm CPU sử dụng, băng thông - Tại thời điểm Cloudsim cung cấp cho thuật toán tham số đầu vào (mẫu) - Sử dụng hai thuật toán CTC, MDP lập lịch mẫu, tính giá trị trung bình, so sánh đánh giá 3.3.2 So sánh kết Sau thực mơ hai thuật tốn với mẫu, ta nhận thấy giá thực trung bình thuật tốn CTC ln thấp so với thuật tốn MDP tiết kiệm chừng 15% phi phí Bảng 3.7 Bảng so sánh kết T T T(s ) 0.2 0.5 1.5 CT C 24 MD P 26 ∂c 23 14 10 24 16 14 61 +8 8 +10 +1 30 25 20 CTC MDP 15 10 5 Đồ thị 3.1 Đồ thị so sánh kết CTC MDP 62 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN * Về lý thuyết Trong luận văn nêu số nhu cầu lĩnh vực cơng nghệ thơng tin, tập trung tìm hiểu cơng nghệ điện tốn đám mây cơng nghệ sở khác có liên quan với cơng nghệ tại, từ đưa nhìn chất ứng dụng vào thực tiển Mặt khác, chương luận văn xác định vấn đề nghiên cứu tảng Điện tốn đám mây cơng cụ phần mềm trung gian cài đặt tầng Platform kiến trúc nhằm hỗ trợ cho vận hành Hệ thống quản lý luồng cơng việc trình bày giải thích chi tiết phần Sau cùng, trình bày chương tốn đưa cần giải quyết, lập lịch luồng cơng việc tảng điện tốn đám mây với luồng thể mạnh, phần trọng vào việc đưa kiến trúc lập phân tích tốn với thuật tốn CTC so sánh với toán loại, đánh giá so sánh để cuối làm rõ đặc trưng toán kiến trúc Cụ thể phần lý thuyết luận văn đề cập đến: Ý nghĩa thực tiển công nghệ, xu hướng công nghệ thông tin Kiến trúc điện tốn đám mây cơng nghệ liên quan khác Kiến trúc hệ thống quản lý luồng công việc cách vận hành, tương tác vị trí xây dựng ứng dụng hỗ trợ Lựa chọn kiến trúc lập lịch phù hợp với yêu cầu toán Lựa chọn, phân tích đánh giá thuật tốn 63 * Về thực nghiệm Cài đặt thành cơng thuật tốn CTC DMP mơi trường mơ Phân tích kết thuật tốn hạ tầng lập lịch yêu cầu tốn, đưa đánh giá tính hiệu chi phí thời gian Sử dụng cơng cụ mã nguồn mở cloudsim tạo tiền đề thuận lợi việc tìm hiểu nghiên cứu cơng nghệ điện toán đám mây sau * Hướng phát triển Tiếp tục tìm hiểu thêm thuật tốn lập lịch tảng đám mây với kiến trúc khác Triển khai, cài đặt thuật toán vào hệ thống điện toán đám mây thực tế sử dụng Ubuntu Enterprise Cloud[12] (UEC) dựa tảng Eucalyptus[13] * Lời kết Dù thân cố gắng nghiêm túc nghiên cứu, thiếu sót trình thực luận văn khơng thể tránh khỏi Mong nhận góp ý q thầy bạn để thân ngày tốt 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt Đoàn Văn Ban, Nguyễn Mậu Hân ( 2006), Xử lý song song phân tán, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Đồn Văn Ban (2005), Lập trình hướng đối tượng với Java, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Long , Nguyễn Huy Văn, Lê Cơng Trung (2003), “Mơ hình lập lịch hệ thống tính tốn lưới Buyya đề xuất”, Tạp chí Cơng nghệ thơng tin & Truyền thơng Lê Văn Sơn, Nguyễn Thành Thủy (2010), “Ứng dụng tính tốn lưới cho sàn giao dịch chứng khốn”, Tạp chí khoa học công nghệ, Đại học Đà nẵng Tiếng Anh Atila Kaya (2001), Workflow Interoperability: The WfMC Reference Model and an Implementation, TUHH, Germany D.I.George Amalarethinam , F.Kurus Malai Selvi (2008), The Besteffort based Workflow Scheduling in Grid Computing - An overview, International Journal of Research and Reviews in Computer Science (IJRRCS) 7.Ian Foster, Yong Zhao, Ioan Raicu, Shiyong Lu (2008), Cloud Computing and Grid Computing 360-Degree Compared, Grid Computing Environments Workshop, GCE '08 Saeid Abrishami, Mahmoud Naghibzadeh, Dick Epema (2011), Costdriven Scheduling of Grid Workflows Using Partial Critical Paths, Grid Computing (GRID), IEEE/ACM International Conference on 65 Suraj Pandey, Dileban Karunamoorthy, Rajkumar Buyya (2010), “Workflow Engine for Clouds”, CLOUDS - University of Melbourne 10 Wei-Neng Chen, Jun Zhang, Yang Yu (2007), Workflow Scheduling in Grids An Ant Colony Optimization Approach, Evolutionary Computation, 2007 CEC 2007 IEEE Congress on Trang điện tử 11 http://www.ibm.com/cloud-computing/us/en 12 http://www.ubuntu.com/business/cloud/overview 13 http://www.eucalyptus.com/resources/whitepapers 14 http://www.cloudbus.org/tech_reports.html 15 http://www.cloud24by7.com/category/cloud-computing-ppt ... sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn TS Nguyễn Mậu Hân tận tình hướng dẫn tơi suốt q trình làm luận văn tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Khoa Học - Huế, Khoa Công Nghệ Thông Tin... ích lập lịch điện tốn đám mây, hình thành khả quan sát, phân tích, đánh giá tốn Cấu trúc luận văn Luận văn chia thành chương Chương 1: Tổng quan điện tốn đám mây Tìm hiểu khái niệm điện tốn đám... nỗ lực tốt (Best-effort) ràng buộc chất lượng dịch vụ (QoS constrains), thực hệ thống quản lý công việc 2.2.1.Các phương pháp nỗ lực tốt Phương pháp lập lịch công việc dựa vào nỗ lực tốt cố gắng