Triển khai cụm chức năng mạng tin cậy tối ưu về tài nguyên trong mạng cloud phân tán

Bài viết Triển khai cụm chức năng mạng tin cậy tối ưu về tài nguyên trong mạng cloud phân tán đề xuất một mô hình tối ưu nhằm triển khai những cụm VNF tin cậy trên những hệ thống đám mây phân tán. Mô hình sẽ giúp triển khai những cụm VNF tin cậy một cách tối ưu nhất về mặt tài nguyên sử dụng ở đây là tài nguyên băng thông mạng đồng thời cũng đảm bảo giá trị mức độ tin cậy của những cụm VNF này luôn thỏa mãn mức tin cậy chấp nhận được.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Triển khai cụm chức năng mạng tin cậy tối ưu về tài nguyên trong mạng cloud phân tán Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0 TRIỂN KHAI CỤM CHỨC NĂNG MẠNG TIN CẬY TỐI ƯU VỀ TÀI NGUYÊN TRONG MẠNG CLOUD PHÂN TÁN Đỗ Trường Xuân1, Nguyễn Thị Phương Thảo1, Nguyễn Hằng Phương1 1 Trường Đại học Thủy lợi, email: xuandt@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG cả cụm VNF khi triển khai trên những hệ Ảo hóa chức năng mạng (network function thống đám mây phân tán. virtualization) [1] cho phép triển khai các chức năng mạng dưới dạng ảo hóa (virtual network function, VNF) một cách nhanh chóng và dễ dàng trên những hệ thống máy Triển khai chủ đám mây phân tán ở nhiều vị trí địa lý khác nhau. Trong lĩnh vực viễn thông, các Trung tâm cloud VNF cần được đảm bảo hoạt động với độ tin Trung tâm cloud Đà Nẵng Hanoi cậy cao nhất. Để đảm bảo độ tin cậy khi vận hành, ngoài việc nâng cao mức độ tin cậy của Trung tâm cloud Trung tâm cloud Đà Nẵng từng thành phần mạng như hệ thống server, HCM các thiết bị switch, phần mềm VNF, nguồn Hình 1. Triển khai cụm VNF tin cậy điện của hệ thống cloud. Một trong những cách để đảm bảo độ tin cậy là triển khai VNF Trong bài báo, tác giả đề xuất một mô hình sử dụng các mô hình cụm chức năng tin cậy tối ưu nhằm triển khai những cụm VNF tin (availability cluster) trên những hệ thống cậy trên những hệ thống đám mây phân tán. cloud phân tán. Mô hình cụm chức năng tin Mô hình sẽ giúp triển khai những cụm VNF cậy bao gồm việc triển khai những VNF hoạt tin cậy một cách tối ưu nhất về mặt tài động ở chế độ active và những VNF hoạt nguyên sử dụng ở đây là tài nguyên băng động ở chế độ standby [2]. Những VNF thông mạng đồng thời cũng đảm bảo giá trị standby sẽ bảo vệ và hoạt động khi những mức độ tin cậy của những cụm VNF này luôn chức năng VNF active xảy ra sự cố như mất thỏa mãn mức tin cậy chấp nhận được. Để giải điện hay thảm họa ở khu vực triển khai. Việc quyết bài toán tối ưu đặt ra, một thuật toán cấu hình số lượng những active và standby heuristic được đề xuất. Bằng mô phỏng, thuật trong một cụm VNF tin cậy là do yêu cầu về toán đề xuất cho kết quả tối ưu hơn về mặt mức độ tin cậy (availability level) được quy băng thông mạng sử dụng đồng thời duy trì định bởi nhà mạng. mức độ tin cậy trung bình cho những cụm Do những cụm VNF tin cậy sẽ có những chức năng tin cậy này ở mức chấp nhận được. yêu cầu về tài nguyên băng thông và tài nguyên tính toán khác nhau. Việc triển khai 3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU những cụm VNF tin cậy trên những hệ thống Mỗi cụm VNF sẽ có yêu cầu về tài nguyên đám mây phân tán cần được thực hiện một mạng, tài nguyên tính toán, và mức độ cách tối ưu nhằm đảm bảo tối ưu hóa những uptime riêng. Chúng ta có hai mô hình cụm tài nguyên mạng sử dụng bao gồm băng thông VNF tin cậy: một active và nhiều standby, mạng và tài nguyên tính toán đồng thời phải nhiều active và một standby. Giả sử thỏa mãn yêu cầu đặt ra về mức độ tin cậy cho RCa ,RCs ,RBl là tài nguyên tính toán được 131 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0 yêu cầu bởi VNF active a , và standby s , và NAr ,NS r các VNF active và VNF standby. tài nguyên băng thông mạng được yêu cầu Bài toán đặt ra làm sao có thể xác định vị trí bởi đường kết nối l giữa hai VNF active và triển khai cho tập các yêu cầu này trên hệ standby. NAr ,NSr là số lượng chức năng thống trung tâm cloud phân tán ở các vị trí active và standby trong một yêu cầu cụm địa lý khác nhau nhằm đảm bảo mức tin cậy chức năng r . Tài nguyên được yêu cầu bởi thỏa mãn yêu cầu về tài nguyên hiện có của các trung tâm dữ liệu, dung lượng tối đa của mô hình một active và nhiều standby. đường truyền, và thỏa mãn yêu cầu về mức RCa  RC độ tin cậy của từng cụm chức năng này. Các RCs  RC [1] công thức dưới đây được đưa ra dựa theo mô RBl  RB hình bài toán của tác giả. Tài nguyên được yêu cầu bởi mô hình Mục tiêu là tối ưu hóa băng thông mạng: nhiều active và một standby: Min  BCe [4] eE RCa  RC Ràng buộc về tài nguyên tính toán, ràng RCs   RC [2] aNAr buộc này đảm bảo tài nguyên tính toán yêu RBl  RB cầu bởi các VNF triển khai trên một trung tâm dữ liệu không vượt quá mức cho phép. Giả sử An , Ad , A f , ALs là mức độ tin cậy lần CCn   (  Xna RCa   Yns RCs )  CAn [5] lượt của trung tâm cloud, server, VNF, ...