الگوریتم چرخش نوبتی بهبود یافته برای تخصیص منابع در رایانش ابری

چکیده

کلمات کلیدی

1. مقدمه 

2. مدل پیادهسازی ابری

2.1. ابر عمومی 

شکل 1.1. ابر عمومی 

2.2. ابر خصوصی 

شکل 1.2: ابر خصوصی

2.3. ابر مرکب

شکل 1.3. ابر مرکب

2.4. ابر جامعه  

شکل 1.4. ابر جامعه

3. مدلهای خدمات ابری

شکل 2. مدلهای خدمات ابری

3.1. زیرساخت بصورت ابر (IaaS)

3.2. پلتفرم بصورت خدمات (PaaS)

3.3. نرمافزار بصورت خدمات (SaaS)

4. تخصیص منابع در رایانش ابری

5. روشهای مختلف تخصیص منبع

5.1. الگوریتم چرخش نوبتی

شکل 3. نمودار گانت در الگوریتم RR

5.2. الگوریتم SJF 

شکل 4. نمودار گانت الگوریتم SJF

5.3. مطالعهی مقایسهای الگوریتم چرخش نوبتی و SJF

6. الگوریتم چرخش نوبتی بهبودیافته

الگوریتم 1: الگوریتم چرخشی نوبتی بهبود یافته

7. شبیه سازی و نتایج

شکل 5. نتیجهی مقایسه

8. نتیجه گیری و تحقیقات آتی

رایانش ابری مدل رایانش جالبی است زیرا تدارک منابع مورد تقاضا را میسر می سازد. رایانش ابری به عنوان فن آوری جدیدی ظاهر شده است که پتانسیل های بالایی را در شرکت ها و بازارها بخود اختصاص داده است. ابرها می توانند دسترسی به برنامه های کاربردی و داده-های مربوطه را از هر جایی میسر می سازند. شرکت ها می توانند منابعی را از ابر برای ذخیره سازی و سایر اهداف محاسباتی اجاره کنند بطوریکه هزینه ی زیر ساخت آن ها را می توان بشدت کاهش داد. لذا، هیچ نیازی به اخذ گواهینامه برای محصولات تکی وجود ندارد. رایانش ابری راهکار جالبی را برای ایجاد نرم افزار و دسترسی به محتوا با شفافیت محلی بودن زیر ساخت اساسی ارائه می دهد. زیرساخت ابری معمولا از چند مرکز داده تشکیل می شود و مصرف کنندگان تنها به بخشی از توان محاسباتی در طول شبکه ی مقیاس پذیر دسترسی دارند. تدارک این منابع محاسباتی توسط ارائه دهنده کنترل می شود و منابع بصورت الاستیک مطابق بر نیازهای مصرف کنندگان کنترل می-گردند. اما، یکی از ایرادات اصلی در رایانش ابری به بهینه سازی منابع در حال تخصیص مربوط می گردد. سایر چالش های تخصیص منابع تامین نیازهای مصرف کننده و الزامات کاربردی است. در این مقاله، الگوریتم تخصیص منبع چرخش نوبتی بهبودیافته برای تامین نیازهای مصرف کننده با کاهش زمان انتظار پیشنهاد می گردد.

هم اکنون رایانش ابری فن آوری رایانش نوظهوری است که گام بلندی در راستای توسعه و پیاده سازی تعداد روزافزونی از برنامه های کاربردی توزیعی است. رایانش ابری به عنوان مدل رایانشی تعریف می گردد که بر اساس ابرها کار می کند. در نتیجه، ابر به عنوان لایه ی مفهومی تعریف می شود که بالاتر زیرساخت برای تامین خدمات در زمان فوری عمل می کند. رایانش ابری به عنوان الگوری رایانش جدید ظهور یافته است که هدف آن تامین QoS (کیفیت خدمات) قابل اعتماد و سفارشی شده است که محیط های پویای رایانش تضمین شده را برای کاربران نهایی اتضمین می کند. پردازش توزیعی، پردازش موازی و رایانش شبکه با یکدیگر به عنوان رایانش ابری ظهور پیدا کرده-اند. اصل اساسی رایانش ابری این است که داده های کاربر بصورت محلی ذخیره نمی شود اما در مرکز داده ی اینترنت ذخیره می گردد. مطابق بر تعریف NIST، رایانش ابری مدلی برای فعال نمودن دسترسی شبکه ی مورد تقاضا، آسان و از همه جا به منبع (pool) تسهیمی منابع رایانش قابل پیکربندی (مثلا، شبکه ها، سرورها، ذخیره سازی، برنامه های کاربردی و خدمات) است که می توان به سرعت تدارک دید و با حداقل تلاش مدیریتی یا تعامل ارائه دهنده ی خدمات روانه ی بازار کرد. امروزه رایانش ابری بخاطر تامین انواع منابع در میان جامعه ی کاربران ابری بسیار محبوب شده است. پلت فرم های رایانش ابری مانند پلت فرم هایی که توسط مایکروسافت، آمازون، گوگل،IBM و Hewlett-Packard ارائه شده اند این امکان را برای توسعه دهندگان (برنامه نویسان) فراهم می کند تا برنامه های کاربردی را در میان کامپیوترهای قرار گرفته در یک سازمان مرکزی پیاده سازی کنند. توسعه دهندگان از مزایای پلت فرم رایانش کنترل شده بدون برآورد منابع برای طراحی، ساخت و حفظ شبکه بهره می برند. مزایای متعددی برای رایانش ابری وجود دارد که اساسی ترین آن هزینه های کم تر، تدارک مجدد منابع و دسترسی داشتن از راه دور است. رایانش ابری هزینه را با اجتناب از مخارج اولیه (سرمایه) شرکت در اجاره کردن زیرساخت فیزیکی از ارائه دهنده ی شخص ثالث کاهش می دهد. بخاطر ماهیت انعطاف پذیر رایانش ابری، می توانیم به سرعت به منابع بیشتری از ارائه دهندگان ابری در زمان نیاز به گسترش کسب و کار خود دسترسی داشته باشیم. دسترس پذیری از راه دور باعث می شود تا از هر جایی و در هر لحظه از زمان به خدمات ابری دسترسی داشته باشیم. برای حصول به حداکثر درجه ی مزایای فوق الذکر، خدمات ارائه شده بر حسب منابع باید بصورت بهینه روی برنامه های کاربردی تخصیص یابد که در ابر اجرا می شوند. رایانش ابری، در ساده ترین شکل خود، مجموعه ای از نرم افزارها و خدمات رایانشی موجود از شبکه ی غیر متمرکز سرورها است. عبارت «ابر» از زمان های خیلی قبل به عنوان عبارتی برای اینترنت بکار برده شده است و خدمات و وب سایت های رایجی وجود دارد که ممکن است بدون آگاهی از مبتنی بر ابر بودن آن ها تاکنون از لذت برده باشید. سایت های شبکه ی اجتماعی، مشتریان ایمیل مبتنی بر وب مانند Yahoo! و Gmail، Wikipedia و YouTube و حتی شبکه های نظیر-به-نظیر مانند Skype یا Bit Torrent همگی برنامه های کابردی هستند که در ابر اجرا می شوند.