5-3 ارزیابی…………………… 52

فصل ششم………………….. 58

نتیجه گیری و کارهای آتی…………………… 58

6-1 نتیجه گیری…………………… 59

6-1 کارهای آتی…………………… 60

چکیده:

امروزه فناوری مجازی­سازی به دلیل مزایای قابل توجهی مانند بهبود بهره وری منابع و کاهش مصرف انرژی، ابزاری بسیار مهم در طراحی مراکز داده بزرگ است. با وجود مزایای فراوان، این فناوری در بسیاری از موارد کارایی مناسبی را از نظر نحوه‏ی زمان‏بندی ماشین های مجازی فراهم نمی­کند. تداخل انواع بارکاری مربوط به برنامه­های کاربردی باعث ایجاد تغییرات قابل توجه در زمان اجرای برنامه­های کاربردی می­شود. بنابراین به نظر می رسد با محبوب تر شدن فناوری مجازی سازی، مساله‏ی زمانبندی ماشین های مجازی متمرکز با در نظر گرفتن تداخل نوع بارکاری آنها امری ضروری است. در این تحقیق به منظور بررسی میزان تداخل عملکرد بین ماشین های مجازی با بارهای کاری از نوع شبکه و پردازشی در حال اجرا بر روی میزبان فیزیکی مشترک، آزمایش­های تجربی متفاوتی انجام شده و بر اساس نتایج حاصل شده، مدل تداخل عملکرد به دست آمده است. در ادامه الگوریتم زمانبندی ماشین های مجازی با استفاده از مدل تداخل عملکرد به دست آمده ارایه شده است. الگوریتم پیشنهادی با الهام از الگوریتم کوله پشتی صفر و یک، مجموعه ای از ماشین های مجازی را که کمترین میزان تداخل عملکرد و حداکثر میزان بهره وری منابع را نسبت به دیگر مجموعه های موجود داراست را انتخاب کرده و مابقی ماشین ها را متوقف می نماید. این الگوریتم در دوره های زمانی اجرا شده و این کار تا زمانی که کار تمامی ماشین ها به اتمام برسد ادامه خواهد داشت. در انتها، عملکرد الگوریتم پیشنهادی ما با یکی از الگوریتم های رایج توازن بار مورد مقایسه قرار گرفته است. عملکرد الگوریتم پیشنهادی ما از نظر زمان پاسخگویی در حدود 7 درصد بهتر عمل می کند.

فصل اول: مقدمه و کلیات تحقیق

در این فصل به طور کلی به بیان فناوری مجازی سازی می پردازیم. سپس با طرح سوال اصلی و بیان اهداف تحقیق، ضرورت انجام آن را مورد بررسی قرار خواهیم داد. پس از آن فرضیات تحقیق را مطرح خواهیم کرد. در پایان نیز ساختار کلی تحقیق را عنوان خواهیم نمود.

1-1- مقدمه

مجازی سازی یکی از تکنیک های پایه در معماری مراکز است که به خصوص در سالهای اخیر به طور چشمگیری در راه اندازی خدمات الکترونیک به کار می رود. این فناوری با ایجاد ماشین های مجازی بر روی یک سخت افزار، امکان استفاده‏ی بهینه از سخت افزار و سهولت در نگهداری را فراهم نموده و راندمان و دسترس پذیری منابع را به طور قابل توجهی بالا می برد. با این وجود تمامی مزایای این فناوری، استفاده‏ی بهینه از امکانات آن امری ضروری در جهت حفظ کارایی سیستم خواهد بود.

2-1- اهداف تحقیق

جداسازی یکی از مهم ترین امتیازات فناوری مجازی­سازی به شمار می آید. یکی از مهم ترین جنبه های جداسازی، جداسازی کارایی[1] است، به این معنا که عملکرد ماشین های مجازی بر روی یک بستر فیزیکی مشترک، نباید بر روی کارایی دیگر ماشین­های مجازی در حال اجرا تاثیرگذار باشد و هر ماشین مجازی به طور کاملا مستقل از دیگر ماشین های در حال اجرا بر روی میزبان مشابه عمل نماید. مجازی سازی امکان اجرای برنامه های متنوع در محیط های مجزا را از طریق ایجاد چندین ماشین مجازی بر روی بسترهای سخت افزاری ایجاد می کند. در مجازی سازی، اشتراک منابع بین ماشین­های مجازی از طریق ناظر ماشین مجازی انجام می­گیرد. اگرچه ناظرها قادر به تسهیم منابع و اختصاص هر یک از سهم­ها به ماشین­های مجازی هستند اما تحقیقات نشان می دهد که برنامه­های کاربردی که بر روی ماشین­های مجازی در حال اجرا هستند بر نحوه عملکرد برنامه­های کاربردی در حال اجرا بر روی ماشین­های همسایه تاثیر خواهند داشت. در واقع میزان تداخل[2]، وابسته به درجه رقابت همزمان برنامه­های در حال اجرا برای کسب منابع اشتراکی است. در عمل به دلیل مشترک بودن منابع فیزیکی، رفتار هر یک از ماشین های مجازی بر نحوه عملکرد دیگر ماشین­های مجازی در حال اجرا اثر خواهد گذاشت و تداخل انواع بارکاری[3] مربوط به برنامه­های کاربردی باعث ایجاد تغییرات قابل توجه در کارایی برنامه­های کاربردی می­شود. بنابراین اهدافی که این تحقیق دنبال می کند عبارتند از:

– بررسی وجود تداخل کارایی و تاثیر بارهای کاری متفاوت بر نحوه عملکرد ماشین های مجازی ترکیب شده بر روی میزبان مشترک

– ارایه مدلی از تداخل کارایی برای اندازه گیری تداخل

– ارایه الگوریتم زمانبندی ماشین­های مجازی بر روی ماشین فیزیکی مشابه با استفاده از مدل ارایه شده به منظور افزایش کارایی ماشین های مجازی.

1-3 توجیه ضرورت انجام طرح

در چند سال اخیر، فناوری مجازی­سازی به دلیل مزیت های فراوان آن مانند استفاده‏ی بهینه از منابع، دسترس­پذیری بالا و جداسازی محیط های اجرایی مورد توجه ویژه ای قرار گرفته است. با وجود این مزایا، این فناوری در بسیاری از موارد کارایی مناسبی را از نظر کارایی ترکیب و نحوه‏ی زمان‏بندی ماشین های مجازی فراهم نمی­کند. به این معنا که کارایی برنامه­های کاربردی در محیط های مجازی نسبت به کارایی برنامه کاربردی زمان اجرا بر روی یک ماشین فیزیکی راضی کننده نیست. ناظر ماشین مجازی، وظیفه‏ی تخصیص منابع فیزیکی به ماشین­های مجازی را بر عهده دارد. به دلیل مشترک بودن منابع فیزیکی و سربار ناشی از این اشتراک، رفتار هر یک از ماشین­های مجازی بر نحوه عملکرد دیگر ماشین­های مجازی در حال اجرا اثر خواهد گذاشت و تداخل انواع بارکاری مربوط به برنامه­های کاربردی باعث ایجاد تغییرات قابل توجه در زمان اجرای برنامه­های کاربردی می­شود. بنابراین به نظر می رسد با محبوب تر شدن فناوری مجازی سازی، مساله‏ی زمانبندی ماشین های مجازی متمرکز با در نظر گرفتن تداخل نوع بارکاری آنها امری ضروری است.

1-4 فرضیات مسأله

مسأله‏ی ارایه شده در این پایان نامه بر اساس مفروضات زیر است:

– تمامی برنامه های کاربردی در درون تعدادی ماشین مجازی اجرا خواهند شد.

– در هر ماشین مجازی تنها یک برنامه کاربردی اجرا می شود. این برنامه کاربردی هیچ دانشی از محیط مجازی زیرین خود ندارد.

– فناوری مجازی سازی استفاده شده در این پایان نامه KVM [16][4] بوده و تمامی ماشین های مجازی از نسخه لینوکس Ubuntu نگارش 11.4 استفاده می کنند.