ترجمه یک روش تعادل بار دو سطحی با استراتژی دینامیکی برای رایانش ابری

توضیحات

 عنوان فارسی: یک روش تعادل بار دو سطحی با استراتژی دینامیکی برای رایانش ابری

عنوان انگلیسی مقاله ترجمه شده:

A Two-Level Load Balancing Method With Dynamic Strategy for Cloud Computing

یک روش تعادل بار دو سطحی با استراتژی دینامیکی برای رایانش ابری

 

چکیده

رایانش ابری با ارائه منابع رایانشی برای کاربران، خدمات مناسبی برای زندگی مردم فراهم آورده است. با این حال، هنوز در این زمینه برخی مشکلات چالش برانگیز نظیر تعادل بار وجود دارد. این مقاله یک روش زمان‌بندی دو سطحی برای تعادل ابری ارائه می‌کند. روش پیشنهادی نه تنها بر زمان‌بندی وظیفه تمرکز دارد بلکه به‌کارگیری منابع را نیز مورد توجه قرار داده است. در سطح 1 مطابق با حجم کار، ماشین‌های مجازی (VMs)[1] بطور دینامیکی اضافه یا حذف می‌شوند. در سطح 2، یک نگاشت مناسب بین وظایف خواسته شده و VM ها تعیین می‌گردد. این روش زمان‌بندی دو سطحی با استفاده از پکیج شبیه‌سازی نرم‌افزاری CloudSim پیاده سازی شده است. چند حالت ممکن طرح‌ریزی و شبیه‌سازی شده است. نتایج نشان می‌دهد که روش پیشنهادی، کارایی قابل قبولی را در بکارگیری منابع و زمان پاسخگویی حاصل می‌کند و بهره‌وری و اثربخشی روش پیشنهادی را تایید می‌نماید.

کلمات کلیدی: رایانش ابری، تعادل بار، بکارگیری منابع، زمان‌بندی وظیفه

1- مقدمه

در طول دهه گذشته، رایانش ابری بعنوان یک فناوری اطلاعات بسیار مهم ظهور پیدا کرده است. رایانش ابری نه تنها خدمات شبکه را یکپارچه می‌سازد بلکه کاربران را در دستیابی راحت به خدمات شبکه قادر می‌سازد. قبل از رایانش ابری، شرکت‌ها در ارتقای سخت افزار و زمان نصب نرم افزار سرمایه گذاری می‌کردند. در مقابل، رایانش ابری به سرمایه‌گذاری زیادی در سخت افزار نیازی ندارد و نرم افزار می‌تواند بلافاصله بدون تاخیر نصب، مورد استفاده قرار گیرد.

رایانش ابری به کاربران شخصی و شرکتی کمک می‌نماید. شرکت‌ها می‌توانند هزینه‌های خود را با استفاده از رایانش ابری کاهش و حتی سود خود را افزایش دهند. برای کاربران شخصی، خدمات ابری دسترسی آسان به سرویس‌های اساسی را فراهم می‌آورد. یک کامپیوتر شخصی معمولی غالبا از خدمات ابری برای وظایفی نظیر ایمیل، جستجو در گوگل و معاملات تجارت الکترونیک استفاده می‌کند. بنابراین، خدمات ابری برای بسیاری از مردم ضروری هستند.

یک لایه فیزیکی ابری در بردارنده‌ی سرویس‌های فیزیکی متعددی‌ست که به یکدیگر متصل شده تا رایانش توزیع شده در مقیاس بزرگی را فراهم آورد. رایانش ابری، مقادیر وسیعی از منابع رایانشی را در بر دارد بطوری‌که برنامه‌های ابری می‌توانند بلافاصله نیازهای کاربر را به انجام رسانند. یک لایه مجازی‌سازی ابری، ماشین مجازی (VMs) ای را تعریف می‌کند که می‌تواند نیازهای کاربران را پردازش نماید. خدمات ابری شامل نرم افزار بعنوان سرویس [2](SaaS)، بستر بعنوان سرویس (PaaS)[3] و زیرساخت بعنوان سرویس [4](IaaS) می‌باشد. کاربران، خدماتی را که نیاز دارند انتخاب می‌کنند. برای مثال، یک سرویس بانکداری الکترونیک که معاملات را تحت اینترنت برقرار می‌سازد در دسته SaaS قرار می‌گیرد؛ سرویسی که یک بستر OS (سیستم عامل) را به مهندسان نرم‌افزار اجاره می‌دهد در دسته PaaS قرار می‌گیرد و سرویسی که زیرساخت ابری را فراهم می‌آورد در دسته IaaS قرار می‌گیرد.

رایانش ابری مزایای زیادی را فراهم می‌آورد اما باید برخی مشکلات در آن حل شوند. برای مثال، تعادل بار یک مشکل چالش برانگیز در رابطه با سیستم‌های ابری است. یک محیط ابری حتی باوجود نوسان ترافیکی بین زمان‌های اوج و غیر اوج، باید به موقع به درخواست‌های غیرقابل پیش‌بینی رسیدگی نماید. ابر یک محیط پیچیده و بزرگ مقیاس است که خدمات متعددی را در بر دارد. درخواست‌های کاربری غیرقابل پیش‌بینی و پیچیدگی محیط ابری، ممکن است منجر به عدم تعادل بار شود. از این رو، یک نگاشت مناسب بین منابع و درخواست‌های کاربری لازم است. زمان‌بندی وظیفه برای تخصیص منابع و تعادل بار در محیط‌های ابری دینامیکی حیاتی است؛ بنابراین، این مقاله یک روش زمان‌بندی دو سطحی برای حل مساله تعادل بار ابری ارائه می‌کند.

اکثر مقالات گذشته درباره زمان‌بندی وظیفه برای تعادل بار، استراتژی‌های مفیدی را برای زمان‌بندی وظیفه مطرح کرده‌اند اما کمتر به چگونگی بهبود بکارگیری منابع توجه شده است. بنابراین، روش تعادل بار پیشنهادی در این بررسی نه‌تنها زمان‌بندی وظیفه را مشخص می‌کند، بلکه به چگونگی افزایش بکارگیری منابع نیز توجه می‌کند. روش تعادل بار دینامیکی، با استفاده از شبیه‌ساز ابری CloudSim پیاده‌سازی شده است.

بخش‌های بعدی این مقاله بصورت زیر هستند. در بخش 2، کارهای مرتبط مرور شده و CloudSim معرفی می‌گردد. در بخش 3، روش پیشنهادی ارائه می‌شود. محیط آزمایشی، تنظیمات پیکربندی و نتایج شبیه‌سازی در بخش 4 آورده شده است. در نهایت، در بخش 5، مقاله جمع‌بندی شده و کارهای آینده شرح داده می‌شود.

2- کارهای مرتبط و CloudSim

در این بخش کارهای صورت گرفته در مورد روش‌های تعادل بار مرور شده و CloudSim بطور مختصر توصیف می‌شود.

2-1- پژوهش‌های مرتبط

یک سیستم ابری، ظرفیت رایانشی قابل توجهی را برای کاربران فراهم می‌آورد، اما مساله چالش برانگیز تعادل بار می‌بایست حل شود. یک بار نامتعادل باعث می‌شود که برخی واحد‌های پردازش سر ریز شوند در حالی‌که سایر واحدهای پردازش بلااستفاده مانده‌اند. وقتی منابع بطور ناکارآمد مورد استفاده قرار می‌گیرند، بازده واحدهای پردازش کاهش می‌یابد. در مطالعات گذشته، روش‌های مختلفی برای غلبه بر این مشکل پیشنهاد شده است. برخی شیوه‌های هوش مصنوعی برای زمان‌بندی وظیفه، الگوریتم ژنتیک، بهینه‌سازی کلونی مورچه‌ها و زنبور عسل می‌باشند. روش‌های موثر دیگر، در بردارنده‌ی نمونه‌برداری تصادفی برای دستیابی به زمان محاسباتی سریع‌تر هستند. برخی مطالعات بر روی بهبود کارایی CPU تمرکز کرده‌اند و برخی هماهنگی منابع چندگانه نظیر CPU، حافظه‌ و پهنای باند را مطرح کرده‌اند.

اکثر روش‌های تعادل بار بر تخصیص منابع مطابق با بارگذاری واحدهای پردازش تمرکز کرده‌اند اما به‌ندرت به چگونگی افزایش بکارگیری منابع توجه کرده‌اند. بنابراین، در این مقاله یک روش تعادل بار دو سطحی برای بهبود کارایی پردازش و بکارگیری منابع ارائه شده است. سطح 1 از روش پیشنهادی، به افزودن یا حذف VM ها رسیدگی می‌کند و سطح 2 نگاشت مناسبی را بین وظایف و VM ها برای افزایش کارایی پردازش، تعیین می‌کند. جزئیات روش پیشنهادی در بخش 3 مطرح شده است.

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
• لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.

سفارش ترجمه مقاله

به منظور سفارش ترجمه تخصصی مقالات خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.

سفارش ترجمه تخصصی