مديريت بهينه تخصيص منابع با استفاده از بهينه سازي مبتني بر اَبرحجم در محيط رايانش ابري
توضیحات
مديريت بهينه تخصيص منابع با استفاده از بهينه سازي مبتني بر اَبرحجم در محيط رايانش ابري فهرست منابع فصل اول کلیات تحقیق.. 15 1-1............................................................................................................................................................................... مقدمه………………………………………………………………………………….15 2-1 بیان مسئله. 16 3-1 اهميت و ضرورت انجام تحقيق.. 17 4-1 اهداف مشخص تحقيق.. 18 5-1 سوالات تحقيق.. 18 6-1 فرضیههای تحقیق.. 19 7-1 ساختارپايان نامه. 19 فصل دوم مروری بر تحقیقات انجام شده 20 1-2 مقدمه. 20 2-2 محاسبات ابري.. 21 1-2-2 مراحل تکامل محاسبات ابري.. 21 2-2-2 تعريف محاسبات ابري.. 22 3-2-2 ويژگيهاي محاسبات ابري.. 23 1-3-2-2 خودياري بر اساس تقاضا 23 2-3-2-2دسترسي وسيع از طريق شبکه 23 4-3-2-2 ادغام منابع 24 5-3-2-2 انعطاف پذيري 24 6-3-2-2 پرداخت به ازاي تقاضا 24 4-2-2 مدلهاي سرويس محاسبات ابري.. 25 1-4-2-2 زيرساخت به عنوان سرويس 26 2-4-2-2 سکو به عنوان سرويس 26 3-4-2-2 نرم افزار به عنوان سرويس 26 5-2-2 مدلهاي پياده سازي محاسبات ابري.. 27 1-5-2-2 ابرخصوصي 27 2-5-2-2 ابرانجمني 27 3-5-2-2 ابر عمومي 27 4-5-2-2 ابرترکيبي 28 6-2-2 تعريف ماشين مجازي.. 28 7-2-2 تعريف تخصيص منبع: 30 1-7-2-2 تعريف تخصيص منبع در محاسبات ابري: 33 8-2-2 طبقه بندي روش هاي تخصيص منبع در محاسبات ابري: 34 1-8-2-2 اهداف بهينه سازي: 35 2-8-2-2 روش هاي طراحي: 36 3-8-2-2 روش بهينه سازي: 37 4-8-2-2 عملکرد نرم افزار: 37 5-8-2-2 محيط آزمايشي: 37 9-2-2 مروري بر کارهاي انجام شده درتخصيص منابع ابري: 38 3-2 چارچوب روش پیشنهادی Hype. 42 4-2 نتیجه گیری.. 43 فصل سوم روش پیشنهادی.. 44 1-3مقدمه. 44 2-3 رویکرد پیشنهادی.. 45 1-2-3 فرمولهبندی مسئله. 47 2-2-3 تبدیل کننده متاسرویس.... 50 3-2-3 ناظر منابع ابر. 51 4-2-3 دسته بندی منابع بر پایه قوانین شرطی.. 54 5-2-3 تخصیص منابع با استفاده از الگوریتم Hype. 59 1-5-2-3 ایجاد جمعیت اولیه 60 2-5-2-3 ارزیابی عناصر 61 3-5-2-3 ساخت جمعیت آرشیو و قرار دادن عناصر نامغلوب در آن 62 3-2-5- 4 اضافه کردن عناصر مغلوب یا انتخاب بهینه آن با استفاده از شاخص ابَر حجم 67 5-5-2-3 تولید فرزندان با استفاده از عملگر ترکیب 71 6-5-2-3 اعمال عملگر جهش روی نسل فرزندان 71 7-5-2-3 تکرار تا خاتمه شرط 72 3-3 نتیجه گیری.. 74 فصل چهارم ارزیابی و نتایج.. 75 1-4 مقدمه. 75 2-4 تنظیمات شبیهسازی.. 75 1-2-4NetBeans. 76 2-2-4 CloudSim... 76 3-4 پارامترهای شبیه سازی.. 76 4-4 معیارهای کارآیی.. 78 1-4-4 میانگین بهره وری.. 78 2-4-4 هزینه. 78 3-4-4 زمان پاسخگویی.. 78 5-4 نتایج شبیه سازی.. 78 1-5-4 الگوریتم RCA [38] 79 2-5-4 الگوریتم MOPSO_RA[41] 79 3-5-4 ارزیابی و نتایج.. 79 4-5-4 میانگین بهره وری.. 80 5-5-4 میانگین زمان پاسخگویی.. 85 6-5-4 میانگین هزینه. 89 فصل پنجم نتيجه گيري.. 95 1-5 مقدمه. 95 2-5 نتيجه گيري.. 96 3-5 پيشنهادات... 97 فهرست منابع............................................................................................................................................................................................98 چکیده انگلیسی........................................................................................................................................................................................101 فهرست اشکال شکل 2‑1: ساختار لايه اي رايانش ابری.. 25 شکل 2‑2: نقش مجازي سازي در توسعه سيستم ها 30 شکل 2‑3: عناصر اساسي در فرايند تخصيص منابع ابري.. 31 شکل 2‑4: جريان کنترلي فرايند تخصيص منابع ابري.. 32 شکل 2‑5: طبقه بندي طرح هاي تخصيص منبع براي محاسبات ابري.. 35 شکل 3‑1: چارچوب روش پیشنهادی.. 46 شکل 3‑2: ساختار تشکیل گروههای متاسرویس... 51 شکل 3‑3: نمونه مثال از عدم غلبه. 67 شکل 3‑4: ترسیم ناحیه ابرحجم A. 68 شکل 3‑5: ترسیم ناحیه ابر حجم همه اعضای مثال. 69 شکل 3‑6: ساختار عملگر ترکیب در روش پیشنهادی.. 71 شکل 3‑7: ساختار عملگر جهش در روش پیشنهادی.. 71 شکل 4‑1: میانگین بهره وری در طول شبیه سازی 100 ثانیه با تعداد 500 متاسرویس... 81 شکل 4‑2: میانگین بهره وری در طول شبیه سازی 100 ثانیه با تعداد 1000 متاسرویس... 81 شکل 4‑3: میانگین بهره وری در طول شبیه سازی 100 ثانیه با تعداد 1500 متاسرویس... 82 شکل 4‑4: میانگین بهره وری در طول شبیه سازی 100 ثانیه با تعداد 2000 متاسرویس... 82 شکل 4‑5: میانگین بهره وری در طول شبیه سازی 100 ثانیه با تعداد 2500 متاسرویس... 83 شکل 4‑6: میانگین بهره وری در طول شبیه سازی 100 ثانیه با تعداد 3000 متاسرویس... 83 شکل 4‑7: میانگین بهره وری در تعداد تعداد متاسرویس500، 1000، 1500، 2000، 2500 و 3000. 84 شکل 4‑8: میانگین زمان پاسخگویی در طول شبیه سازی 100 ثانیه با تعداد 500 متاسرویس... 85 شکل 4‑9: میانگین زمان پاسخگویی در طول شبیه سازی 100 ثانیه با تعداد 1000 متاسرویس... 86 شکل 4‑10: میانگین زمان پاسخگویی در طول شبیه سازی 100 ثانیه با تعداد 1500 متاسرویس... 86 شکل 4‑11: میانگین زمان پاسخگویی در طول شبیه سازی 100 ثانیه با تعداد 2000 متاسرویس... 87 شکل 4‑12: میانگین زمان پاسخگویی در طول شبیه سازی 100 ثانیه با تعداد 2500 متاسرویس... 87 شکل 4‑13: میانگین زمان پاسخگویی در طول شبیه سازی 100 ثانیه با تعداد 3000 متاسرویس... 88 شکل 4‑14: میانگین زمان پاسخگویی در تعداد تعداد متاسرویس500، 1000، 1500، 2000، 2500 و 3000. 89 شکل 4‑15: میانگین هزینه در طول شبیه سازی 100 ثانیه با تعداد 500 متاسرویس... 90 شکل 4‑16: میانگین هزینه در طول شبیه سازی 100 ثانیه با تعداد 1000 متاسرویس... 91 شکل 4‑17: میانگین هزینه در طول شبیه سازی 100 ثانیه با تعداد 1500 متاسرویس... 91 شکل 4‑18: میانگین هزینه در طول شبیه سازی 100 ثانیه با تعداد 2000 متاسرویس... 92 شکل 4‑19: میانگین هزینه در طول شبیه سازی 100 ثانیه با تعداد 2500 متاسرویس... 92 شکل 4‑20: میانگین هزینه در طول شبیه سازی 100 ثانیه با تعداد 3000 متاسرویس... 93 شکل 4‑21: میانگین هزینه در تعداد تعداد متاسرویس500، 1000، 1500، 2000، 2500 و 3000. 94 فهرست جداول جدول 2‑1: مروري بر روش هاي انجام شده 41 جدول 3‑1: متغیرها و تعاریف آنها 48 جدول 3‑2: ساختار هر درخواست کاربر. 50 جدول 3‑3: قیود هر درخواست... 50 جدول 3‑4: ساختار رکوردهای لحظهای مجموعه داده 52 جدول 3‑5: ساختار جدول اصلی ماشین مجازی در مجموعه داده 52 جدول 3‑6: جدول شروط دسته بندی.. 55 جدول 3‑7: ساختار جدول دسته بندی متاسرویسها 55 جدول 3‑8: ساختار جدول دسته بندی منابع. 56 جدول 3‑9: مثالی از لیست سرویسهای قابل ارائه در ابر. 56 جدول 3‑10: مثالی از لیست منابع موجود در ابر. 57 جدول 3‑11: تعیین لیست سرویس منابع ابرمثال. 58 جدول 3‑12: مثالی از عنصر تولید شده 61 جدول 3‑13: ساختار جدول خروجی توابع ارزشگذاری برای اعضاء. 62 جدول 3‑14: ماتریس نگهداری ارزش اعضاء. 63 جدول 3‑15: ماتریس غلبه نمونه در مرحله اول. 64 جدول 3‑16: ماتریس غلبه نمونه در مرحله دوم. 64 جدول 3‑17: ماتریس غلبه نمونه در مرحله سوم. 65 جدول 3‑18: ماتریس غلبه نمونه در مرحله چهارم. 66 جدول 3‑19: ماتریس غلبه نمونه در مرحله چهارم. 66 جدول 3‑20: نقاط مرجع هر محور. 69 جدول 4‑1: مشخصات مراکز داده 76 جدول 4‑2: مشخصات میزبان(Host) 77 جدول 4‑3: مشخصات الگوریتم بهینه سازی Hype. 77 جدول 4‑4: مشخصات الگوریتم MOPSO.. 77 جدول 4‑5: نحوهی تولید مقادیر 4 عامل مهم سنجش کیفیت سرویس... 78 جدول 4‑6: سناریوهای مورد ارزیابی.. 79 جدول 4‑7: میزان بهبود بهرهوری در سه روش DRA_Hype، RCA و MOPSO_RA.. 84 جدول 4‑8: میزان بهبود زمان پاسخگویی در سه روش DRA_Hype، RCA و MOPSO_RA.. 89 جدول 4‑9: میزان بهبود هزینه در سه روش DRA_Hype، RCA و MOPSO_RA.. 94 چکيده امروزه شبکه رایانش ابری به عنوان يکي از مهم ترين ابزارهاي توزيع شده براي انجام پردازش و ذخيره سازي داده ها در بستر اينترنت مطرح شده است تا جايي که سال 2010 را به عنوان سال محاسبات ابري ناميدند. با توسعه فراگیر فناوری اطلاعات و ارتباطات، شاهد افزایش حجم دادهها و نیز نیازهای مضاعف پردازشی و تحلیل دادهها هستیم. امروزه توان محاسباتی را به عنوان یکی از منابع مادر (در کنار آب، برق، سوخت و تلفن) در نظر میگیرند. لذا برای تامین منابع محاسباتی دیدگاهها و روشهای مختلفی پیشنهاد و ارائه شده است. رایانش ابری رویکرد جدیدی است که محاسبات و ذخیره اطلاعات را از دستگاههای شخصی به سمت مراکز دادهای عظیم میبرد و به صورت سرویس از طریق اینترنت به کاربران ارائه میکند. از جمله ويژگيهاي بارز اين مدل توزيع شده مي توان به کاهش چشمگير هزينهها و قابليت اطمينان بالاي آن و همچنين ميزان پايين در آلودگي محيط زيست اشاره کرد. بنابراین با رشد روز افزون اين شبکه، تخصيص بهينه منابع و تخصيص کارها به منظور استفادهي بهينه از شبکه و پاسخگويي مناسب به کارها به شدت مورد توجه قرار گرفته است و در اين زمينه تلاشهاي زيادي در حال انجام ميباشد. در رایانش ابری چالشها و مسائلی نیز وجود دارند که به هنگام تصمیم در مورد استفاده از آن به عنوان زیرساخت محاسباتی، باید مورد توجه قرار گیرند. در این پایان نامه، یک الگوریتم مدیریت تخصیص منابع با استفاده از بهینه سازی مبتنی بر ابر حجم در محیط رایانش ابری معرفی میشود که بر اساس چندين معيار شامل کيفيت ارائه سرويس، بهرهوري، زمان پاسخگويي و هزينه انجام ميشود تا با توجه به اين معيارها، براي کاربر بهترين منابع انتخاب شود. نتایج شبیه سازی نشان دهنده برتری روش پیشنهادی نسبت به دیگر روش های مقایسه شده با آن بوده که توانسته تخصیص بهینه منابع رایانش ابری را مدیریت نماید.