Báo cáo Bài toán workflow scheduling trong môi trƣờng điện toán đám mây

Tổng quan về điện toán đám mây, các khái niệm và sự cần thiết của việc thực thi workflow trong môi trường điện toán đám mây. Trình bày các khái niệm về phương pháp tối ưu bày đàn PSO và cách xây dựng giải thuật PSO để giải quyết các bài toán tối ưu. Giải thuật lập lịch sử Heuristic dựa tối ưu bầy đàn đề xuất: bài toán lập lịch ứng dụng luồng công việc; xử lý các dữ liệu bài toán dùng giải thuật PSO; giải thuật Heuristic dựa PSO. Cài đặt, quá trình tiến hành và...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo "Bài toán workflow scheduling trong môi trường điện toán đám mây " Bài toán workflow scheduling trong môi trường điện toán đám mây Kiều Tuấn Dũng Trường Đại học Công nghệ Chuyên ngành: Công nghệ phần mềm; Mã số: 60 48 10 Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. Phạm Ngọc Hùng Năm bảo vệ: 2012 Abstract. Tổng quan về điện toán đám mây, các khái niệm và sự cần thiết của việc thực thi workflow trong môi trường điện toán đám mây. Trình bày các khái niệm về phương pháp tối ưu bày đàn PSO và cách xây dựng giải thuật PSO để giải quyết các bài toán tối ưu. Giải thuật lập lịch sử Heuristic dựa tối ưu bầy đàn đề xuất: bài toán lập lịch ứng dụng luồng công việc; xử lý các dữ liệu bài toán dùng giải thuật PSO; giải thuật Heuristic dựa PSO. Cài đặt, quá trình tiến hành và bảng số liệu thử nghiệm cùng với những phân tích. Đưa ra kết quả đã đạt được và nêu những dự định nghiên cứu tiếp theo. Keywords: Công nghệ phầm mềm; Bài toán; Điện toán đám mây Content. TÓM TẮT Đối với các công ty hay doanh nghiệp, việc quản lý dữ liệu và xử lý các bài toán sao cho hiệuquả là một trong những bài toán ưu tiên hàng đầu. Muốn vậy các doanh nghiệp phải đầu tư tính toánrất nhiều loại chi phí khác nhau như: phần cứng, phần mềm, mạng, chi phí bảo trì, sửa chữa, nângcấp, quản lý, kiểm soát bảo mật … Mô hình điện toán đám mây (Cloud Computing) đáp ứng đượccác yêu cầu đặt ra và đang được các công ty, doanh nghiệp hướng đến. Sử dụng mô hình này, cáccông ty, doanh nghiệp chỉ cần trả phí cho những ứng dụng luồng công việc (workflow) mà họ dùng(loại công việc đòi hỏi nhiều công đoạn xử lý theo trình tự định trước) mà không cần đầu tư nhiềuvào cơ sở hạ tầng, cũng như quan tâm nhiều đến công nghệ. Tuy nhiên, nhiều vấn đề của hệ thốngxử lý đám mây xuất hiện như: làm sao để sử dụng một cách hiệu quả những tài nguyên phân tánhiện có, giảm thiểu chi phí tính toán và truyền thông … Từ đó bài toán lập lịch cho các ứng dụngworkflow được đặt ra và đó là nội dung hướng tới của đề tài. Luận văn này sẽ tập trung vào biểu diễn một giải thuật heuristic dựa vào giải thuật tối ưu bầyđàn (Particle Swarm Optimization – PSO) để lập lịch các ứng dụng cho các tài nguyên đám mây màđưa vào tính toán cả chi phí tính toán và chi phí truy cập dữ liệu. Luận văn đã thử nghiệm với một 0ứng dụng luồng công việc trên môi trường mô phỏng CloudSim bằng cách thay đổi chi phí tính toánvà truyền thông. Luận văn đã so sánh chi phí tiết kiệm khi sử dụng giải thuật PSO với hai giải thuật Random vàRoundRobin đã có. Kết quả luận văn đã chỉ ra rằng PSO đạt được tiết kiệm chi phí rất hiệu quả sovới Random và RoundRobin. Bằng cách thử nghiệm trên môi trường mô phỏng CloudSim và kiểm chứng được hiệu quả củagiải thuật PSO trong vấn đề tiết kiệm chi phí hiệu quả khi thực thi các ứng dụng workflow trongmôi trường điện toán đám mây, luận văn hi vọng sẽ đem lại một kết quả có ý nghĩa trong thực tiễn,là hướng nghiên cứu trong các ứng dụng thực tế để xử lý hiệu quả bài toán tiết kiệm chi phí trongcác doanh nghiệp.I. GIỚI THIỆU Mô hình hợp tác ở nhiều thử nghiệm khoa học trong nhiều lĩnh vực như sinh học cấu trúc, vậtlý năng lượng cao, khoa học thần kinh liên quan đến việc sử dụng các nguồn dữ liệu phân tán. Kếtquả, việc phân tích các tập dữ liệu này được biểu diễn và cấu trúc hóa như là các luồng công việc(workflow) khoa học. Những luồng công việc khoa học này thường cần phải xử lý lượng dữ liệu rấtlớn và các hoạt động tính toán chuyên sâu, Hệ thống quản lý luồng công việc khoa học được sửdụng để quản lý những thử nghiệm khoa học này bằng cách che giấu các chi tiết khi thực thi luồngcông việc trên các tài nguyên phân tán được cung cấp bởi các nhà cung cấp dịch vụ đám mây. Điện toán đám mây (cloud computing) là một mô hình mới cho tính toán phân tán mà cung cấphạ tầng, nền tảng và phần mềm (các ứng dụng) như là các dịch vụ. Các dịch vụ này được tạo sẵnnhư là các dịch vụ thuê bao (trả phí cho những gì mình sử dụng) dành cho các khách hàng. Điệntoán đám mây giúp cung cấp linh hoạt nhiều tài nguyên tính toán cho các ứng dụng của khách hàngở vị trí xác định (US ở amazon là một ví dụ 1) dựa trên các yêu cầu của họ. Cũng như vậy, các ứngdụng có thể lựa chọn vị trí lưu trữ để lưu trữ các dữ liệu (Amazon S3 2) ở các vị trí toàn cầu. Để đạtđược hiệu quả tính toán và chi phí hiệu quả lập lịch công việc (task) và dữ liệu của ứng dụng trongmôi trường điện toán đám mây, bộ lập lịch phải có các chính sách lập lịch khác nhau thay đổi theohàm mục tiêu: tối thiểu tổng thời gian thực thi, tối thiểu tổng chi phí thực thi, cân bằng tải trên tàinguyên được sử dụng khi gặp ràng buộc deadline của ứng dụng, v.v. Luận văn này tập trung v ...