ارائه فضای ابری عملكرد مبنا: طبقه بندی و بررسی

ارائه فضای ابری عملكرد مبنا: طبقه بندی و بررسی – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه کامپیوتر

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات رایگان

مطالعه 20 الی 100% رایگان مقالات ترجمه شده

1- قابلیت مطالعه رایگان 20 الی 100 درصدی مقالات 2- قابلیت سفارش فایل های این ترجمه با قیمتی مناسب مشتمل بر 3 فایل: pdf انگیسی و فارسی مقاله همراه با msword فارسی -- تذکر: برای استفاده گسترده تر کاربران گرامی از مقالات آماده ترجمه شده، قیمت خرید این مقالات بسیار کمتر از قیمت سفارش ترجمه می باشد.  

چگونگی سفارش

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه (شماره حساب) ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.com شامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر -- مقالات آماده سفارش داده شده عرفا در زمان اندک یا حداکثر ظرف مدت چند ساعت به ایمیل شما ارسال خواهند شد. در صورت نیاز فوری از طریق اس ام اس اطلاع دهید.

www.irantarjomeh.com

ارائه فضای ابری عملكرد مبنا: طبقه بندی و بررسی

ارائه فضای ابری عملكرد مبنا: طبقه بندی و بررسی

ارائه فضای ابری عملكرد مبنا: طبقه بندی و بررسی

چکیده

رایانش ابری بعنوان تكنولوژی امروز و فردا در نظر گرفته می شود. از طریق این پارادایم، مشتریان می توانند به اطلاعات دیگر كامپیوترها كه در دور دست قرار دارند دست یابند، این مراكز داده ها توسط تهیه كنندگان یا ارائه دهندگان خدمات فضای ابری (CP) میزبانی می شوند. این تكنولوژی شرایط را برای ایجاد و دستیابی به منابعی همانند ماشین های مجازی (VM)، ماشین های فیزیكی، پردازشگرها، حافظه، شبكه، فضای ذخیره و نرم افزار بر اساس نیاز مشتریان فراهم می آورد. فراهم آورندگان برنامه كاربردی (AP) كه مشتریانِ تهیه كنندگان منابع ابری هستند، درخواست های خود را بر روی زیرساخت ابری گسترش داده و سپس این درخواست ها توسط كاربران نهایی مورد استفاده قرار می گیرد. برای تحقق و انجام حجم بالای نوسانات درخواست ها، تهیه دینامیكی دارای اهمیت اساسی می باشد و این مقاله جزئیاتِ پیمایش و گردآوری اطلاعاتِ تأمین دینامیكی در سیستم های ابری را با تمركز بر كارایی كاربردی، فراهم می آورد. انواع بخوبی شناخته شدة این مولفه ها و مشكلاتِ مربوطه بروشنی و با تجه به اصطلاحات مرتبط توضیح داده خواهند شد. یك طبقه بندی كلی و با جزئیات ارائه فضای ابری عرضه می شود، كه فرآیند تدارك و فراهم نمودن سیستم ابری را از دیدگاه های مختلف بررسی می کند. بعلاوه،  و فرآیند ارائه سیستم دینامیكی ابری با توجه به منابع، افراد ذینفع، تكنیك ها، تكنولوژیها، الگوریتم ها،‌ مشكلات، و اهداف مرتبط تشریح خواهد شد.

كلمات كلیدی: رایانش ابری، ارائه دینامیكی فضای ابری، عرضه دینامیكی، طبقه بندی، عملكرد،‌ سیستم های كاربردی

ارائه فضای ابری عملكرد مبنا: طبقه بندی و بررسی

1- مقدمه

فراهم آورندگان سیستم های کاربردی  (AP) تلاش می كنند استانداردهای عملكرد را حتی هنگامیكه حجم درخواست ها بسیار بالاست تحقق بخشند. آنها از طریقِ مدیریتِ سرورِ وبِ خود یا از طریق خرید سخت افزار و نرم افزار همانند تهیه كنندگان سرویس رایانش ابری، اهداف مورد نظر خود را محقق می سازند.

با در نظر گرفتن زمان، فضا، هزینه، و قابلیت انعطاف پذیری، بعنوان ابعاد، نقطه فروش رایانش ابری شامل “چند بعدی آزاد” می باشد[1] ، كه با آن از طریق اینترنت می توان به منابع محاسباتی دست یافت. منابع، شبكه و نرم افزار در مراكز داده های تهیه كنندگان باقی می مانند و می توانند بر حسب نیاز توسطِ مشتری، اضافه یا حذف شوند [2]، [3]. با امكانات رایانش ابری مبتنی بر مدل قیمت گذاری، مشتریان برای منابع استفاده شده، هزینه پرداخت می كنند؛ در مقایسه، اگر منابع خریداری شده باشند، آنها ممكن است هزینه های سرمایه را پرداخت كنند [3]. این مشتریان با توجه به محدودیت های ویژه، موقتی و مالی، می توانند از سرویس های  “ابر” استفاده نمایند [4].

سرویس های ابری بخوبی شناخته شده پیشنهادی توسط تهیه كنندگانی همانند آمازون، گوگل و میكروسافت عبارتند از: زیرساخت- بعنوان یك سرویس (IaaS)، پایگاه بعنوان یك سرویس (PaaS)، و نرم افزار بعنوان یك سرویس (SaaS)؛ با این حال، سطوحِ سرویس فراهم آمده از یك تهیه كننده ابری (CP) به دیگر تهیه كننده ابری متفاوت می باشد [4]، [5]. برای تهیه شبكه ها و مكانیسم های فیزیكی، سرویس هایی همانند NaaS (شبكه بعنوان یك سرویس) [6]، [7] و MaaS (خدمات ویژه به مسافران خطوط هوایی، بعنوان یك سرویس) [8]، [9]، بترتیب می توانند از طریق سیستم ابری قابل دستیابی باشند.

رایانش ابری، با این حال، با چالشهای تكنیكی مختلفی مربوط به میزبانی درخواست،‌ مواجه می باشد، از جمله تهیه خودكار منابع كافی. بعنوان مثال، افزودن و حذف منابع ابری برای متناوب سازی درخواست های كاربر اینترنت [4]. اگر منابع كافی وجود نداشته باشد، تقاضاهای كاربران با تأخیر انجام می شود، بویژه در طی تغییرات درخواست كه می تواند سبب نارضایتی آنها گردد. سرانجام، بعلتِ عملكرد ضعیف، كاربران ناراضی در خواست خود را متوقف می كنند، و این باعث زیان به  تهیه كنندگان برنامه كاربردی می گردد- این موضوع در سایت های تجارت الكترونیكی مشاهده می گردد [10]. از سوی دیگر، تهیه بیش از حد منابع، منجر به هزینه های بالاتر برای تهیه كنندگان ابری (CP) می گردد زیرا مدیریت تعداد زیادی سرور با مصرف بیش از حد نیروی الكتریكی و ایجاد حرارت، سبب اتلاف سرمایه و خسارات فیزیكی خواهد گردید. زیان نه تنها به تهیه كنندگان ابری (CP) محدود نمی شود، بلكه همچنین به فراهم آورندگان برنامه های كاربردی  (AP) گسترش می یابد، كسانی كه بودجه را محدود ساخته و هم اكنون باید برای موارد نمونه های غیر ضروری ماشین های مجازی (VM) در حال كار، هزینه كنند. سناریو اصلی ممكن است تهیه دینامیكی منابع در پی نوسانات درخواست ها برای تحقق نیازهای QoS (كیفیتِ سرویس) و كاهشِ هزینه و نیرو باشد، كه در عمل یك تلاشِ كاملا” چالش برانگیز است [4].

وقتی منابع یك بار مستقر می شوند و سیستم خود را در مقابل حجم تقاضاهای مختلف تنظیم نمی كند، چنین تهیه و ایجاد منابع بطور طبیعی دارای حالت استاتیك می باشد. این تأمین استاتیك باعث افراط و تفریط در تأمین منابع می گردد [11]. در مقابل، تأمین دینامیكی نوسان تأمین منابع را با تنظیم تخصیص منابعی  که سیستم دریافت می كند به حجم کار در حال تغییر، مرتفع می سازد. منگ و همکاران [12] تأمین استاتیک و تأمین دینامیكی برای ماشین های مجازی را توصیف نمودند، بطور کلی مرحله اول برنامه ریزی ظرفیت است، که به صورت ماهانه یا فصلی انجام می گردد. برای نمایش کاربرد روش های تأمین دینامیكی، در بسیاری از رویکردها تأمین دینامیكی آنها با همتای استاتیكی مورد مقایسه قرار گرفته است (به عنوان مثال [13]، [14]، [15]). تمرکز در این مقاله بر تأمین دینامیكی است. کسانی که از تأمین دینامیكی استفاده می كنند همچنین نیاز به استقرار اولیه سیستم دارند، که در آن تعدادی از منابع مشخص می باشند. این بطور كلی بخش ضمنی تأمین دینامیكی  را تشكیل می دهد، اما ایده اصلی انطباق سیستم نسبت به تغییرات است.

این مقاله به ارائه یک بررسی دقیق در مورد ادبیات تأمین دینامیكی در سیستم های ابر با تمرکز بر عملکرد نرم افزار می پردازد. همراه با یک طبقه بندی کلی و روشن از تأمین دینامیكی ابر، این مقاله با توضیح جنبه های مختلف تأمین در ابرها و به ویژه توضیح در جزئیات زیر، سعی بر آن دارد كه شما را با مفاهیم این بحث آشنا سازد: تأمین فعال و واکنشی ، تأمین افقی و عمودی، تأمین منابع مانند خدمات، تأمین اهداف ، الگوریتم ها، تکنیک ها و فن آوری های مربوطه.

ساختار مقاله بدین قرار است:

بخش 2

• معرفی عمومی تأمین ابری.

• ارائه یک طبقه بندی تأمین ابر دقیق و کلی.

• بررسی تأمین ابری از دیدگاه های مختلف

• کمک به درک روند ابعاد داخلی و خارجی تأمین ابری.   

پس از این، مقاله  با توجه به مواردی همچون تصمیم گیری اشخاص، مشکلات، انواع، پیمایش، سیاست ها، منابع، تکنیک ها، فن آوری ها، الگوریتم ها و غیره، به توضیح تأمین ابر خواهد پرداخت.

بخش 3

• نقش ارائه دهندة ابر و ارائه دهندگان برنامه در تصمیم گیری های مربوط به تأمین.

بخش 4

• انواع تأمین مختلف، پیمایش، مشکلات مرتبط و سیاست های گمارش.

بخشهای 5، 6، و 7

• تأمین دینامیكی بر اساس تأمین واکنشی و فعال ، سطوح خدمات، و الگوریتم ها.

بخش 8

• لیست كارهای مربوط به تأمین دینامیكی و پیشرفت آن برای تأمین در ابرها با تمرکز بر عملکرد.

بخش 9

• نتیجه گیری

ارائه فضای ابری عملكرد مبنا: طبقه بندی و بررسی

2- طبقه بندی ارائه سیستم های ابری

تأمین و عرضه سیستم های ابری یک مشکل تأمین دینامیكی درون یک سیستم ابری می باشد. كالهیروس و همکاران [14] سه مرحله زیر را لیست می كنند-  یا  انواع مورد ارجاع در این مقاله- نسبت به تأمین ابر:

• تأمین ماشین مجازی (VM): ایجاد ماشین های مجازی برای پاسخگویی به نرم افزار و سخت افزار بر اساس نیازهای یک برنامه به طوری که سطوح عملکرد معین حاصل گردد.

• تأمین منابع: وابستگی ماشین های مجازی ایجاد شده به منابع سخت افزاری مناسب.

• 3) تأمین برنامه: به کارگیری برنامه در ماشین های مجازی و ارتباط بعدی درخواست های دریافت شده به آن  برنامه های کاربردی.

راه های مختلفی برای طبقه بندی تأمین در سیستم های ابر وجود دارد. در ادامه طبقه بندی پیشنهادی (ارجاع، شکل 1) ارائه می شود:

• چه کسی تأمین را انجام می دهد (نهاد تصمیم گیری). افراد یا موسساتی که در خصوص زمانِ نیاز به افزوده شدنِ منابع یا حذف آنها تصمیم گیری می كنند. AP و CP دو گونه از این نهادها بشمار می روند. بخش 3 نهادهای مختلف تصمیم گیری را توضیح می دهد.

• كدام انواع تأمین ، پیمایش، مشکلات و سیاستها وجود دارند. در طبقه بندی ساده، تأمین ممکن است بدین بشكل طبقه بندی گردد: برنامه كاربردی، ماشین مجازی (VM) و تأمین منابع. درخصوص این انواع تأمین، مشکلاتی از قبیل پیمایش برنامه، قرار دادن نرم افزار، پیمایش VM، قرار دادن VM و سنجش منابع مشاهده می گردد. در بخش 4.1 و 4.2 این موضوعات بتفصیل بیان می شوند. علاوه بر این، پیمایش منابع ممکن است به افقی یا عمودی طبقه بندی شود، که در آن نوع اول پیمایش بر اساس افزودن یا حذف منابع جدید یا موجود، استوار است (بعنوان مثال، ماشین های مجازی). و دومی با اضافه کردن منابع به ماشین های مجازی در جریان موجود و ماشین آلات در ارتباط است. بخش 4.3 درباره پیمایش افقی و عمودی مورد بحث می كند. روابط بین منابع و سیاست های قرارگیری در بخش 4.4 بحث می شوند. سیاست های یک به یک، یک به چند، چند به یک، و چند به چند می توانند برای تعریف قرارگیری مختلف ماشین های مجازی بر ماشین های فیزیكی و برنامه های كاربردی ماشین های مجازی استفاده شوند.

• چه هنگام تصمیمِ تأمین اتخاذ می شود (واکنش در مقابل تأمین فعال). این می تواند پس از افزایش یا کاهش حجم کار و تقاضاها یا قبل از وقوع چنین حوادثی، وجود داشته باشد. تأمین واکنش نشان می دهد كه تصمیمات تأمین گرفته شده پس از تغییرات در رفتار حجم کار، مورد توجه می باشد، در حالیکه تأمین فعال شامل روشهای مبتنی بر پیش بینی می باشد كه به آماد سازی تغییرات در حجم کار و استفاده سیستم كمك می كنند. بخش 5 درباره این رویكردها توضیح می دهد.

• چه منابعی تأمین و اختصاص داده می شوند، به عنوان مثال منابعی مانند برنامه ها، ماشینهای مجازی، پردازنده ها، حافظه، شبکه، ذخیره سازی، و غیره. در اینجا، برنامه های کاربردی بر روی ماشین های مجازی و ماشین های مجازی بر ماشین های فیزیکی اختصاص داده می شوند. همچنین، وابستگی متقابل میان منابع وجود دارد. به عنوان مثال در برخی موارد افزایشِ پردازنده ها ممکن است تنها توسط نمونه سازی یک ماشین مجازی جدید حاصل آید و افزایش در ماشین های مجازی ممكن است همه منابعی كه ماشین مجازی جدید برای اجرا به آنها نیاز دارد را افزایش دهند. بخش های6 و 8 تأمین منابع مانند سرویس ها را مورد بحث قرار می دهند.

تصمیم گیری در كجا بوقوع می پیوندد (لایه تصمیم گیری). تهیه كنندگان ابر که زیرساخت ها را ارائه می دهند ممكن است  درباره سطح جهانی برای بهینه سازی استفادة منابع در مراکز داده ها تصمیم گیری كنند، در حالیکه فراهم آورندگان برنامه به عنوان مشتریان IaaS (زیرساخت- بعنوان یك سرویس) ممكن است این تصمیمات محلی را برای هر یک از برنامه های کاربردی خود که در ماشین های مجازی بر اساس حجم کاری دریافتی و هزینه استفاده از سرویس اجرا می شوند، بكار گیرند. در سطح پایگاه ارائه دهندگان PaaS (پایگاه بعنوان یك سرویس ) ممكن است دارندگان نرم افزار و سیستم های پایگاه داده را مورد سنجش قرار دهند [7]. بخش 6 و 8 آثار مختلف تصمیم گیری ها را در سطوح مختلف سرویس ها ذكر می كنند.

ارائه فضای ابری عملكرد مبنا: طبقه بندی و بررسی

3- تامین کنندگان فضای ابری

در زمینة كنترل فضای ابری، ما تمایزی بین AP، CP و كاربران نهایی قائل می شویم [17]. شكل 2 سلسله مراتب كنترل ابر را نشان می دهد. CP،‌ IaaS را فراهم می آورد كه شامل سخت افزار و منابع مجازی مانند ماشین های مجازی می باشد كه بر روی سخت افزار اجرا می گردد. مشتریان آنها بطور مستقیم تنها به منابع مجازی دسترسی دارند. AP بطور كلی مشتریان IaaS هستند كه می توانند ماشین های مجازی (VM) را ایجاد و نمونه سازی كنند و نیز محیط عامل خود را نصب سازند كه شامل سیستم های عامل (OS) و كیت های توسعه سخت افزار (SDK) می شوند.

این ماشین های مجازی ممكن است بر اساس درخواستها از طریق امكاناتی مانند API– تهیه شده توسط CP، تخصیص یافته و نیز ممكن است منظور نشوند. AP، برنامه های وب را توسعه داده و آنها را برای ماشین های مجازی بكار می برند. از اینرو، SaaS را برای مشتریان خود فراهم می آورند: كاربران انتهایی.

هر برنامه از تكالیف در حال اجرا (یا فرآیندها) تشكیل گردیده است. یك یا چند تكلیف ممكن است برای تشكیل یك لایه برنامه، گروه بندی شوند. درخواستهایی كه برنامه دریافت می كند توسط اولین لایه جابجا و به لایه پایین تر (اگر پردازش بیشتری مورد نیاز باشد) انتشار می یابد. از اینرو گردش درخواست از طریق چند لایه بصورت انتقال از یك لایه به لایه دیگر صورت می پذیرد. وقتی تقاضا توسط لایه ها پردازش گردید، پاسخ به عقب و بسمت لایه های بالاتر فرستاده شده و در نهایت یك پاسخ به كاربر نهایی كه درخواست را آغاز نموده است، ارسال می گردد. در برخی مطالعات، یك سرویس ممكن است برای بیان یك برنامه كاربردی یا عنصر آن (برای مثال، تكلیف) استفاده شود.

ارائه فضای ابری عملكرد مبنا: طبقه بندی و بررسی

4- انواع مولفه ای مرتبط با تأمین، سنجش، مشكلات و سیاست ها

تأمین ماشین های فیزیكی مربوط به ایجاد و اجرای آنها بر روی ماشین های فیزیكی است. در زمینه “مشكلات تأمین ابر”، این مقاله بین مشكلات تأمین VM و مشكلات تأمین منابع، تمایز قائل می گردد. بنابراین، مشكلات مربوط به تأمین VM در خصوص افزایش و كاهش در تعداد ماشین های مجازی (VMها) تصمیم گیری خواهند نمود و مشكلات مربوط به تأمین منابع قرارگیری بعدی برای ایجاد نمونه VMها (ماشین های مجازی) بر روی ماشین های فیزیكی و سنجش منابع فیزیكی را تعیین می كند. قرارگیری VMها (ماشین های مجازی) بر روی ماشین های فیزیكی بعنوان “قرارگیری VM” [15]،‌ [18] و فشرده سازی VM [18] شناخته می شود.

وقتی راه حل ها برای این مشكلات مطرح می شوند، تصمیم گیرنده، تأمین كننده اقدامات مورد نیاز را آگاه می سازد كه نیاز به بكارگیری این راه حل ها بوده و بنابراین تأمین واقعی رخ می دهد. علاوه بر تصمیمات بالا، دلیل دیگری برای تمایز بین دو مشكل وجود دارد.

وقتی یك AP تصمیم به فراهم نمودن منابع می گیرد و API را برای ایجاد نمونه یك VM فرا می خواند ، این CP است كه تصمیم می گیرد بر روی كدام ماشین فیزیكی نمونه ممكن است قرار گیرد. بنابراین، منجر به تفكیك تصمیم گیری تعداد نمونه های VM از قرارگیری آنها می گردد. كالهیروس و همكاران [14] و كیروز [19] همچنین بین تأمین VM و تأمین منابع تمایز قائل می شوند.

4-1. مشكلات تأمین

در این مقاله، ما تأمین دینامیكی را در رابطه با پنچ مشكل در نظر می گیریم:

1. سنجش مشكلات (AppScale): افزایش و كاهش در تعداد برنامه ها و تركیب آنها را معین می كند (برای مثال، افزودن نسخه های كپی برنامه های فرآیندها یا لایه های برنامه)

2. جایگذاری (قرارگیری، تعیین محل) برنامه: قرارگیری واحدهای برنامه بر روی ماشین های مجازی یا بر روی ماشین های فیزیكی را تعیین می كند. موارد اخیر برای زمانی است كه ماشین های مجازی بكار گرفته نمی شوند.

4-2. انواع تأمین

انواع تأمین مختلف با پنج مشکل تعریف شده در بالا مرتبط می باشد. جدول 1 روابط را تشریح می كند. همانطور که قبلا” ذکر شد، برنامه كاربردی و تأمین VM از مسئولیت AP هستند، و CP مسئول تأمین منابع می باشد. اگر CP برنامه را گسترش دهد و سپس آنها نقش AP را قبول كنند، در نتیجه ممكن است برنامه و تأمین VM را همچنین کنترل نمایند.

4-3. سنجش عمودی و افقی

سنجشِ خودکار توسط هر پیمایش افقی یا مکانیزم های پیمایش عمودی انجام می شود. در سنجش افقی، یک سیستم از طریق تغییر در تعدادی از سرویس دهندگان مورد سنجش قرار می گیرد، به عنوان مثال تکرار واسطه های ماشین مجازی و اضافه بار متعادل كننده ها [7]. به همین ترتیب، سنجش عمودی بیانگر تغییرات منابع بوده که مربوط به یک سرور موجود و در حال اجرا می باشد، به عنوان مثال افزایشِ پردازنده ها نسبت به یك نمونه ماشین مجازی در جریان [7]. سنجش عمودی از طریق “اتصال گرم” (اتصال هر كامپوننت به كامپیوتر بدون توقف سیستم) ممكن ایجاد می گردد [20]، یك ویژگی كه اجازه تغییرات دینامیكی [21] برای دستگاه های (به عنوان مثال CPU) متصل به یک سیستم در حال اجرا، بدون خاموشی سیستم را می دهد. لینوكس كرنل از ویژگی اتصال گرم حمایت می كرد [20]، [22]؛ با این حال، واكرو و همكاران [7] خاطر نشان می كنند كه تغییرات با توجه به سنجش عمودی بر روی سرورهای در حال كار و اکثریت “سیستم های عامل رایج” رخ می دهند [7]، آنها از دستکاری CPU ها و حافظه قابل دسترس به سیستم بدون راه اندازی مجدد سیستم پشتیبانی نمی کند.

4-4. روابط منابع و سیاستهای جایگذاری

قرار دادن برنامه های کاربردی در ماشین های مجازی و قرار دادن ماشین های مجازی بر روی ماشین ها توسط سیاستهای قرارگیری آنها اداره می شود، که توسط روابطی که بین منابع و یا اشخاص وجود دارد، تشریح می شوند. در این مقاله، ما روابط عمومی و نمادگذاری که در بیان این سیاستهای قرارگیری مفید هستند را معرفی می کنیم. توجه داشته باشید که تعریف روابط و داشتن یک سیاست قرارگیری بر چگونگی كار تأمین الگوریتم و نیز چگونگی سنجش منابع تاثیر دارد، اگر چه تعریف یک سیاست قرارگیری لزوما” به معنای قرار دادن یک الگوریتم نمی باشد.

جدول 2 روابط و نمادگذاری آنها را لیست می كند. در این روابط، هویت در سمت چپ بر روی هویت در سمت راست قرار می گیرد. برای بیان قرارگیری برنامه، هویت ها در سمت چپ ممکن است توسط برنامه، لایه یا تكالیف جایگزین گردد، در حالیکه در زمینه قرار دادن ماشین مجازی، هویت های سمت چپ ممكن است ماشین مجازی باشند.

ارائه فضای ابری عملكرد مبنا: طبقه بندی و بررسی

5- زمان تصمیم گیری جهت تأمین منابع

تأمین فعال از طریق استفاده پیش بینی كننده حجم کار، مدل های عملکرد و بازرسی های سیستم ایجاد می شود (به عنوان مثال [14]).  از طریق پیش بینی حجم کار، حجم کار های دریافتی آینده می تواند پیش بینی گردد و این موضوع بعنوان ورودی به مدل عملکرد وارد می شود. پارامترهای مدل عملکرد از طریق نظارت بر سیستم و از طریق مدول های پیش بینی [14] تعیین می شوند. در نتیجه، معیارهای عملکرد بدست آمده از حل نمودن مدل ممكن است نشان دهد اهداف QoS از طریق پیکربندی سیستم فعلی،  مورد پذیرش خواهند بود. اگر اهداف تحقق نیابند، در نتیجه پیکربندی سیستم از طریق مدل عملکرد بهینه سازی می گردد، در ادامه تا هنگامیكه اهداف محقق شوند یا نشانه ای دال بر عدم تحقق اهداف وجود داشته باشد،‌ یک فرآیند تکراری را خواهیم داشت. پیکربندی سیستم با حل مدل عملکرد منجر به تحقق اهداف شده و سپس نسبت به سیستم واقعی اعمال می گردد، چنین سیستمی می تواند حجم بار ورودی را جابجا سازد. در مقابل تأمین فعال، تأمین واکنشی با ادامه اصلاح پیکربندی سیستم بعنوان تغییرات حجم کار مطرح می باشد. مثالهای تأمین واکنش، شامل تحقیق صورت گرفته توسط اقبال و همکاران [15] می گردد، که درباره اجرای نمونه اولیه تأمین در ابر اُکالیپتوس بحث می كنند، که به صورت افقی سیستم را بر اساس لایه گلوگاه  مورد سنجش قرار می دهد. سنجش آمازون خودکار [28] ارائه شده توسط خدمات وب آمازون همچنین برای واکنش، افزودن/ حذفِ نمونه های ماشین مجازی امكانپذیر است و این در صورت افزایش / کاهش مشاهده شده در بهره برداری منابع CPU می باشد.

ارائه فضای ابری عملكرد مبنا: طبقه بندی و بررسی

6- نوع منابع تأمینی

منابع گوناگونی توسط ابرها تهیه می شوند مانند سرویسهای زیر:

• ماشین های مجازی و منابع مربوطه از طریق IaaS فراهم می آیند.

• پایگاه توسعه از طریق PaaS قابل دسترس می گردد.

• نرم افزار از طریق SaaS قابل دسترس می باشد.

بخش های قبلی و بویژه، بخش 3 و 8، جزئیاتی را درباره تأمینِ ماشین های مجازی و نر افزارهای كاربردی فراهم می آورند. در این بخش، ما درباره تأمین پلت فرم (پایگاه) و دیگر منابع بحث خواهیم نمود.

واكرو و همكاران [7] درباره سنجش سرویس ها و پلت فرم ها در مقاله خود با تمركز بر برنامه های كاربردی بحث می كنند. آنها ذكر می كنند كه بجای سنجش مبتنی تنها ماشین مجازی، رویكرد دیگری ممكن است بعنوان كنترل كننده مطرح باشد كه منابع را در سطح بالاتری از ربایش مدیریت نموده و توجه ویژه به تكمیل برنامه كاربردی دارد. از اینرو، این شرایط سطح برنامه كاربردی ممكن است توسط ابر از طریق API ی آنها قابل دسترس باشد (بعنوان مثال، سنجش ماشین مجازی). با توجه به سنجش پلت فرم ها (پایگاه ها) توسطِ تهیه كنندگان PaaS، نویسندگان درباره محل نگهداری (كانتیرنر) و پایگاه داده ها، هویت های اصلی پلت فرم بحث می كنند. برای سنجش محل های نگهداری، حالت عنصر باید مورد توجه قرار گیرد و رویكردها ممكن است شامل حالت عناصرِ‌ آگاه، تكرار حالت اطلاعات یا اختفاء باشند. برای پایگاه داده ها، شیوه های زیر ممكن است مورد قبول باشند: ” اختفای توزیعی، NoSQL، پایگاه های داده ها، و دسته بندی پایگاه داده ها ” [7]. 

ارائه فضای ابری عملكرد مبنا: طبقه بندی و بررسی

7- چگونگی حل مشكلات تأمین منابع

در زیر بخش های آتی، ما به ذکر تکنیک ها و فن آوری الگوریتم که سبب تسهیل تأمین در سیستم ابری می گردند، می پردازیم.

7-1. الگوریتم

الگوریتم های مختلف برای حل مشكلات تأمین دینامیكی ابر پیشنهاد و بكار برده شده اند كه در زیر ذكر می گردد. اگرچه چند مورد از آنها قبل از ظهور سیستم ابری پیشنهاد شده اند، اما هنوز برای حل نمودن تأمین در دامنة ابری دارای كاربرد می باشند.

الگوریتم تپه نوردی بهمراه مدلهای عملكرد توسط مِناس و همكاران [30] برای یافتن پارامترهای پیكربندی سیستم بهینه مورد استفاده قرار گرفته اند. در تأمین دینامیكی، الگوریتم تپه نوردی توسط ژانگ برای تأمین دینامیكی وب و سرورهای پایگاه داده ها، برای پذیرش كنترل و مدیریت محاسبه تهدید، استفاده شده است [31]. بویا و همكاران [32] در رابطه با یافتن راه حل هایی برای تمایز QoS و اهداف بهینه سازی سرویس های ابری، ذكر می نمایند كه برای چنین مواردی ما دارای یك مشكل بهینه سازی چند بعدی می باشیم. برای برطرف ساختن مشكلات، شخص می تواند از “چندین الگوریتم بهینه سازی سلسله مراتبی” همانند برنامه ریزی دینامیكی، الگوریتم تپه نوردی، بهینه سازی انبوه موازی، و چندین الگوریتم ژنتیكی محور” استفاده نماید [32، ص. 22]. الگوریتم های گریدی، الگوریتم ژنتیكی، و الگوریتم های فشرده سازی بردار گوناگون توسط استیل وِل و همكاران [33] برای حل مشكل تخصیص منابع در پلت فرم های مجازی شده، بكار می روند. الگوریتم التهاب پَندیت و همكاران [34] برای حل تخصیص منابع در ابرها پیشنهاد شده اند. علاوه بر این، پَندیت و همكاران [34] مشكل را مانند یك متغییرِ پكینگ بین (bin packing)  چند بعدی مدلسازی نمودند. روابط بین APP با پكینگ بین و مشكلات چند الگوریتمی كوله پشتی توسط اورگونكار و همكاران [35] توضیح داده شده اند. آنها الگوریتم های تقریبی مختلف و غیر مستدلی همانند اولین تناسب، حداكثر اولیه، بهترین تناسب، بدترین تناسب و غیره را ارائه می دهند.

7-2. تكنیك ها و فن آوریها

تأمین در ابرها از طریق حمایت از تكنیك ها و فن آوریهایی همانند موارد زیر امكانپذیر می باشد:

• اتصال گرم

• انتقال VM

• تغییر اندازه   

• مدلسازی عملكرد

• پیش بینی حجم كار

• كنترل پذیرش

• مانیتورینگ سیستم

• یكپارچگی سرور

• بالانس بار

همانگونه كه در بخش 4.3 بیان گردید، فن آوری اتصال- گرم امكان سنجشِ عمودی را فراهم می آورد. همچنین مكانیسم های جالبی مانند انتقال VM، اندازه گیری VM و یكپارچگی سرور [39] وجود دارند كه دارای نقش كلیدی در تأمین بوده و بطور عمده برای تهیه كننده ابر- مبتنی بر تأمین منابع استفاده می شوند. ژیائو و همكاران [36] بر انتقال VM و فن آوریهای یكپارچه سرور در شیوه تأمین دینامیكی، استناد می كنند. كالكاوچینا و همكاران [40] انتقالهای VM را برای بالانس بار بین ماشین های میزبان بكار بردند. مدلسازی عملكرد برای كمك به تصمیم گیری توسط افراد بسیاری بكار گرفته شده است. از جمله لی و همكاران [17]، هوبر  و همكاران [41]، شعیب و داس [1]، و لی و همكاران [42]. كالهیروس و همكاران [14] در راه حل خود چندین تكنیك مانند پیش بینی حجم كار، مدلسازی عملكرد و مانیتورینگ VM  (ماشین مجازی)، را بكار بردند. شیوه های دیگری همانند كنترل پذیرش، تأمین VM  (ماشین مجازی)، صف های چند كاره، اولویت درخواست و مانیتورینگ عملكرد، توسط داس و همكاران [43] برای تحقق زمانهای پاسخِ درخواستهای ارسالی به یك سیستم ابری بكار بردند.

ارائه فضای ابری عملكرد مبنا: طبقه بندی و بررسی

8- بسوی عرضه سیستم ابری عملكرد مبنا

كارایی سیستم های سخت افزار و نرم افزار كامپیوتر از دیدگاه های مختلفی و بر اساس نوع استفاده مورد تحقق محققان قرار گرفته است. از جمله توسط لَزُوسكا و همكاران [44]، اسمیت و ویلیامز [45]، و مِناس و همكاران [46]، [47]. این تحقیقات، كارایی را توضیح داده و فرآیند مدلسازی كارایی را تشریح می كنند.

آنها همچنین بر اهمیتِ توجه به كارایی در فرآیند توسعه سیستم و نیز محقق شدن اهداف كارایی در هنگام آماده بودن سیستم، تأكید كرده اند. اهداف كارایی ممكن است شامل این موارد گردد: زمان پاسخ، خروجی (حداكثر ظرفیت)، و محدودیت ها در استفاده از وسایل [45، ص. 29]. تحقیقات در عملكردِ سیستم وب توسط پژوهشگران متعددی صورت پذیرفته است از جمله دیلی و همكاران [48]، مِناس و همكاران [46]، لیو و همكاران [49]، یوفیمتسِو و مورفی [50] و اورگونكار و همكاران [51]. مناس و همكاران [30] در شیوه پیكربندی مجدد سیستم دینامیكی خود یك طراحی كنترلگر QoS را ارائه دادند، آنها داده های بررسی شده، و مدلهای QN برای استنتاج یك پیكربندی سیستم بهینه (برای مثال، محاسبه تهدید و اندازه صف حداكثر) برای تحقق اهدافِ زمان پاسخ، خروجی و احتمال عدم پذیرشِ یك وب سایت تجاری الكترونیكی چند لایه، را مورد توجه قرار دادند. بتدریج، تمركز محققان بسوی تأمین دینامیكی قرار گرفت، كه مطالعات قبلی بطور اختصاصی مورد توجه واقع شد و نیز این تلاشها همچنین برای یافتن برنامه كاربردی در حوزه رایانش ابری توسعه داده شدند. تحقیقات مهم زیر نشاندهنده این تلاشها و حاكی از پیشرفت تدریجی بسوی تأمین ابر عملكرد گرا می باشد.

ارائه فضای ابری عملكرد مبنا: طبقه بندی و بررسی

9- نتیجه گیری

این مقاله تحقیقی با توضیح تأمین ابر و انواع مختلف آن آغاز می گردد، در کنار روشن سازی اصطلاحات مورد استفاده برای توصیف آنها مشاهده می شود. سپس، طبقه بندی دقیق تأمین دینامیكی ابر ارائه می گردد، در ادامه به ذكر كار تحقیقاتی مرتبط کلیدی پرداخته می شود که بطور كلی شامل روش های تأمین دینامیكی می گردد و تلاش های تحقیقاتی اخیر درخصوص برنامه كاربردی، VM و تأمین منابع بوده است. همراه با طبقه بندی، این مقاله به توضیح جنبه های مختلف تأمین در ابرها و به ویژه توضیح موارد زیر می پردازد:

• واکنش و تأمین فعال

• تأمین افقی و عمودی، تأمین منابع مانند سرویس ها

• اهداف تأمین

• الگوریتم

• تکنیک ها و فن آوری های مربوطه

ما مشاهدات زیر را از طریق بررسی انجام مدهیم. نخست، تأمین ابر است که برای اهداف مختلف استفاده می شود اما به موارد زیر محدود نمی شود: به حداقل رساندن استفاده از منابع، به حداقل رساندن هزینه ها، تحقق QoS، دستیابی به اهداف متعدد، که در آن الگوریتم ها باید سریع باشند، ایجاد حداقل تغییرات نسبت به طرح تخصیص موجود، و بكارگیری انواع منابع مختلف. دوم، همه نشریات به صراحت یا به وضوح تأمین و سیاست های تعیین محل (قرارگیری) که آنها در کار خود مورد استفاه قرار می دهند را ذكر نمی كنند. این بررسی، نمادهایی را معرفی می كند كه می تواند به عنوان یک وسیله بسیار مفید برای توضیح و شناسایی سیاست های استفاده شده توسط یک طرح تأمین، بكار روند.

ارائه فضای ابری عملكرد مبنا: طبقه بندی و بررسی