5. Bố cục luận án
2.2.1. Cơ sở lý thuyết
Tác giả trong công trình [89] đưa ra thuật toán Throttled để cân bằng tải bằng cách duy trì một bảng thông tin cấu hình của các máy ảo và trạng thái của chúng. Khi có yêu cầu cấp phát máy ảo từ trung tâm dữ liệu (Datacenter), bộ phận cân bằng tải (ThrottledVmLoadBalancer - TVLB) sẽ chọn những máy ảo tìm thấy đầu tiên trong bảng thông tin những máy ảo đang sẵn sàng. Nếu tìm được máy ảo sẵn sàng thì sẽ giao yêu cầu đó cho máy ảo. Nếu không tìm được, sẽ trả về trung tâm dữ liệu (Datacentercontroller - DCC) giá trị = -1 sau đó DCC sẽ cho yêu cầu này vào hàng đợi. Trong thuật toán Throttled, danh sách máy ảo sẵn sàng được duy trì cùng với trạng thái của mỗi máy ảo, vì vậy khi có yêu cầu đến thì bộ phận quản lý đám mây chỉ việc đối chiếu và tìm trong danh sách này ra máy ảo sẵn sàng cho việc thực hiện yêu cầu. Đây là một phương pháp cân bằng tải động sử dụng tài nguyên khá tốt nên đạt được hiệu năng tương đối tốt. Mặc dù vậy, thuật toán vẫn còn một số hạn chế. Khi có yêu cầu đến bộ phận quản lý đám mây tìm trong danh sách máy ảo đang sẵn sàng và chọn máy ảo đầu tiên khi nó tìm thấy. Cách này tương đối hợp lý trong việc đảm bảo tính nhanh gọn, nhưng nếu máy ảo đó sẵn sàng nhưng không đủ năng lực thực hiện yêu cầu thì sẽ tốn chi phí về thời gian hơn. Thuật toán đã không xem xét tới lượng tải hiện tại của máy ảo, vì vậy khi một máy ảo không đủ năng lực thực hiện yêu cầu, sẽ phải quay lại tìm một máy ảo tiếp theo, hệ thống sẽ tiêu tốn thời gian chờ và thời gian đáp ứng hơn.
Đầu vào:
Đầu ra:
Bảng 2.1. Thuật toán Throttled
Danh sách trạng thái VM Các yêu cầu đến
VM ID thỏa mãn để xử lý yêu cầu Hoặc không có VM ID thỏa mãn
Các bước xử lý:
Khởi tạo: tất cả máy ảo đều ở trạng thái sẵn sàng (sẵn sàng ‘0’ hoặc không sẵn sàng ‘1’)
1. Bộ TVLB duy trì một bảng chỉ mục bao gồm: danh sách VM và trạng thái VM (bận/sẵn sàng) tương ứng.
2. Bộ DCC nhận yêu cầu mới.
3. Bộ DCC truy vấn đến TVLB cho phân bổ kế tiếp.
4. Bộ TVLB duyệt danh sách VM từ trên xuống, tìm ra VM nào đang sẵn sàng:
Trường hợp nếu tìm thấy VM:
- TVLB gửi ID của VM về bộ DCC Bộ DCC gửi yêu cầu tới VM DCC thông báo tới TVLB một phân bổ mới TVLB cập nhật bảng chỉ mục và chờ yêu cầu mới của DCC.
Trường hợp ngược lại, nếu không tìm thấy VM nào:
- Trình cân bằng tải TVLB sẽ trả giá trị về là -1 cho DCC DCC sắp xếp các yêu cầu.
5. Khi VM kết thúc xử lý các yêu cầu, thì DCC nhận phản hồi, nó sẽ ghi chú lại việc cấp phát VM của TVLB.
6. DCC kiểm tra hàng đợi. Nếu còn yêu cầu, tiếp tục lặp lại bước 3. 7. Lặp lại bước 2.
Bảng 2.2 Ưu điểm và nhược điểm của thuật toán Throttled [89]
Ưu điểm Nhược điểm
-Danh sách máy ảo được duy trì cùng với trạng thái các VM. -Hiệu suất tốt;
- Sử dụng nguồn tài nguyên hiệu quả.
- Quét toàn bộ máy ảo ngay từ đầu và chọn ra VM sẵn sàng đầu tiên trong danh sách;
- Không xem xét tải hiện hành của các VM.
Hạn chế của thuật toán Throttled [89]: Giải thuật này có thời gian đáp ứng nhỏ hơn giải thuật Round Robin, nhưng phải dò tìm VM đang sẵn sàng ‘0’ với toàn bộ kích thước bảng danh sách VM ban đầu do đó làm tăng chi phí thời gian. Phương pháp này cũng chưa xem xét tới lượng tải hiện tại của từng VM, do việc chọn VM đầu tiên trong danh sách các máy ảo sẵn sàng, nên có thể gặp trường hợp một yêu cầu có kích thước lớn sẽ được gán cho máy ảo đang phục vụ một yêu cầu khác và đang sử dụng phần lớn tài nguyên của máy ảo đó, dẫn đến việc các yêu cầu bị tắc nghẽn. Thuật toán LBAIRT được đề xuất nhằm giải quyết vấn đề này.