FairCPU: Uma Arquitetura para Provisionamento de MÃquinas Virtuais Utilizando CaracterÃsticas de Processamento

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Paulo Antonio Leal Rego
Data de Publicação: 2012
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC
Texto Completo: http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=7653
Resumo: O escalonamento de recursos à um processo chave para a plataforma de ComputaÃÃo em Nuvem, que geralmente utiliza mÃquinas virtuais (MVs) como unidades de escalonamento. O uso de tÃcnicas de virtualizaÃÃo fornece grande flexibilidade com a habilidade de instanciar vÃrias MVs em uma mesma mÃquina fÃsica (MF), modificar a capacidade das MVs e migrÃ-las entre as MFs. As tÃcnicas de consolidaÃÃo e alocaÃÃo dinÃmica de MVs tÃm tratado o impacto da sua utilizaÃÃo como uma medida independente de localizaÃÃo. à geralmente aceito que o desempenho de uma MV serà o mesmo, independentemente da MF em que ela à alocada. Esta à uma suposiÃÃo razoÃvel para um ambiente homogÃneo, onde as MFs sÃo idÃnticas e as MVs estÃo executando o mesmo sistema operacional e aplicativos. No entanto, em um ambiente de ComputaÃÃo em Nuvem, espera-se compartilhar um conjunto composto por recursos heterogÃneos, onde as MFs podem variar em termos de capacidades de seus recursos e afinidades de dados. O objetivo principal deste trabalho à apresentar uma arquitetura que possibilite a padronizaÃÃo da representaÃÃo do poder de processamento das MFs e MVs, em funÃÃo de Unidades de Processamento (UPs), apoiando-se na limitaÃÃo do uso da CPU para prover isolamento de desempenho e manter a capacidade de processamento das MVs independente da MF subjacente. Este trabalho busca suprir a necessidade de uma soluÃÃo que considere a heterogeneidade das MFs presentes na infraestrutura da Nuvem e apresenta polÃticas de escalonamento baseadas na utilizaÃÃo das UPs. A arquitetura proposta, chamada FairCPU, foi implementada para trabalhar com os hipervisores KVM e Xen, e foi incorporada a uma nuvem privada, construÃda com o middleware OpenNebula, onde diversos experimentos foram realizados para avaliar a soluÃÃo proposta. Os resultados comprovam a eficiÃncia da arquitetura FairCPU em utilizar as UPs para reduzir a variabilidade no desempenho das MVs, bem como para prover uma nova maneira de representar e gerenciar o poder de processamento das MVs e MFs da infraestrutura.
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spelling info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisFairCPU: Uma Arquitetura para Provisionamento de MÃquinas Virtuais Utilizando CaracterÃsticas de ProcessamentoFairCPU: An Architecture for Provisioning Virtual Machines Using Processing Features2012-03-02Josà Neuman de Souza09779604391http://lattes.cnpq.br/3614256141054800Bruno Richard Schulze54397529787http://lattes.cnpq.br/4448540530244733Miguel Franklin de Castro48396419353http://lattes.cnpq.br/5641112041037627Paulo Henrique Mendes Maia80766269353http://lattes.cnpq.br/722795502915465167242227372 http://lattes.cnpq.br/6631267110894080Paulo Antonio Leal RegoUniversidade Federal do CearÃPrograma de PÃs-GraduaÃÃo em CiÃncia da ComputaÃÃoUFCBRProvisionamento de mÃquinas virtuais Ambiente heterogÃneo LimitaÃÃo do uso da CPU ComputaÃÃo em nuvem VirtualizaÃÃo Escalonamento Unidade de processamento Variabilidade de desempenho KVM Xen OpenNebulaVirtual machines provisioning Heterogeneous environment Limit CPU usage Cloud computing Virtualization: Scheduling Processing unit Performance variability KVM Xen OpenNebulaCIENCIA DA COMPUTACAOO escalonamento de recursos à um processo chave para a plataforma de ComputaÃÃo em Nuvem, que geralmente utiliza mÃquinas virtuais (MVs) como unidades de escalonamento. O uso de tÃcnicas de virtualizaÃÃo fornece grande flexibilidade com a habilidade de instanciar vÃrias MVs em uma mesma mÃquina fÃsica (MF), modificar a capacidade das MVs e migrÃ-las entre as MFs. As tÃcnicas de consolidaÃÃo e alocaÃÃo dinÃmica de MVs tÃm tratado o impacto da sua utilizaÃÃo como uma medida independente de localizaÃÃo. à geralmente aceito que o desempenho de uma MV serà o mesmo, independentemente da MF em que ela à alocada. Esta à uma suposiÃÃo razoÃvel para um ambiente homogÃneo, onde as MFs sÃo idÃnticas e as MVs estÃo executando o mesmo sistema operacional e aplicativos. No entanto, em um ambiente de ComputaÃÃo em Nuvem, espera-se compartilhar um conjunto composto por recursos heterogÃneos, onde as MFs podem variar em termos de capacidades de seus recursos e afinidades de dados. O objetivo principal deste trabalho à apresentar uma arquitetura que possibilite a padronizaÃÃo da representaÃÃo do poder de processamento das MFs e MVs, em funÃÃo de Unidades de Processamento (UPs), apoiando-se na limitaÃÃo do uso da CPU para prover isolamento de desempenho e manter a capacidade de processamento das MVs independente da MF subjacente. Este trabalho busca suprir a necessidade de uma soluÃÃo que considere a heterogeneidade das MFs presentes na infraestrutura da Nuvem e apresenta polÃticas de escalonamento baseadas na utilizaÃÃo das UPs. A arquitetura proposta, chamada FairCPU, foi implementada para trabalhar com os hipervisores KVM e Xen, e foi incorporada a uma nuvem privada, construÃda com o middleware OpenNebula, onde diversos experimentos foram realizados para avaliar a soluÃÃo proposta. Os resultados comprovam a eficiÃncia da arquitetura FairCPU em utilizar as UPs para reduzir a variabilidade no desempenho das MVs, bem como para prover uma nova maneira de representar e gerenciar o poder de processamento das MVs e MFs da infraestrutura.Resource scheduling is a key process for cloud computing platform, which generally uses virtual machines (VMs) as scheduling units. The use of virtualization techniques provides great flexibility with the ability to instantiate multiple VMs on one physical machine (PM), migrate them between the PMs and dynamically scale VMâs resources. The techniques of consolidation and dynamic allocation of VMs have addressed the impact of its use as an independent measure of location. It is generally accepted that the performance of a VM will be the same regardless of which PM it is allocated. This assumption is reasonable for a homogeneous environment where the PMs are identical and the VMs are running the same operating system and applications. Nevertheless, in a cloud computing environment, we expect that a set of heterogeneous resources will be shared, where PMs will face changes both in terms of their resource capacities and as also in data affinities. The main objective of this work is to propose an architecture to standardize the representation of the processing power by using processing units (PUs). Adding to that, the limitation of CPU usage is used to provide performance isolation and maintain the VMâs processing power at the same level regardless the underlying PM. The proposed solution considers the PMs heterogeneity present in the cloud infrastructure and provides scheduling policies based on PUs. The proposed architecture is called FairCPU and was implemented to work with KVM and Xen hypervisors. As study case, it was incorporated into a private cloud, built with the middleware OpenNebula, where several experiments were conducted. The results prove the efficiency of FairCPU architecture to use PUs to reduce VMsâ performance variability, as well as to provide a new way to represent and manage the processing power of the infrastructureâs physical and virtual machines.FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgicohttp://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=7653application/pdfinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCinstname:Universidade Federal do Cearáinstacron:UFC2019-01-21T11:20:37Zmail@mail.com -
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Paulo Antonio Leal Rego
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Heterogeneous environment
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Cloud computing
Virtualization: Scheduling
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Performance variability
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