Server and wireless network resource allocation strategies in heterogeneous cloud data centers
Türdeş olmayan bulut veri merkezlerinde sunucu ve kablosuz ağ kaynakları ayrım izlemleri
- Tez No: 640253
- Danışmanlar: PROF. DR. İBRAHİM KÖRPEOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 113
Özet
Veri merkezi yönetiminde en önemli konulardan biri kaynak ayrımıdır. Kaynak ayrımı konusu, sunucu kaynakları ve ağ bağlantıları olmak üzere iki ana başlıkta incelenmektedir. Sunucu kaynaklarının ayrımı problemi sanal makinelerin fiziksel makinelere atanması olarak ele alınmaktadır. Sunucu kaynaklarını (işlemci, hafıza, saklama, girdi/çıktı başarımı, vb.) çok boyutlu bir vektör uzayı olarak düşünerek, bir sanal makine ile bir fiziksel makinenin ne kadar uyumlu olduğunu belirten tasarım ölçütleri tanımlanmaktadır. Bu tasarım ölçütlerine uyan iki yeni ölçü önerilmektedir. Bu ölçüleri kullanarak farklı sanal makine yerleştirme seçeneklerini değerlendiren algoritmalar da sunulmaktadır. Bu algoritmalar bir sanal makine isteği kümesini bir fiziksel makine kümesine yerleştirmek için kullanılmaktadır. Önerdiğimiz ölçülerin başarımlarını yazındaki diğer ölçülerle karşılaştırmak için türdeş olmayan kutulara kutulama problemi için geliştirilmiş bir kıyaslama düzeni kullanılmaktadır. Kıyaslama sonuçları önerdiğimiz ölçülerin mevcut ölçülerden daha çok sayıda kutulama problemini çözdüğünü göstermektedir. Ağ kaynaklarının ayrımı problemi melez veri merkezleri kapsamında ele alınmaktadır. Önerdiğimiz dizge kalıbına göre veri merkezinde her raf üstü ağ anahtarı, 60 GHz bandında çalışan, 3 kanallı 802.11ad iletişim kuralını işleten iki adet radyoya sahip olmaktadır. Sunucular arası trafik akış bilgisi verildiğinde, raf üstü ağ anahtarları arasındaki kablosuz bağlar belirlenerek kablosuz ağ trafiği en yüksek değere ulaştırılmaktadır. Gerçek bir veri merkezi trafik akışı bilgisinden yola çıkarak sunucular arası trafik akışını rastgele oluşturan bir yöntem de önerilmektedir. Başarım, rastgele oluşturulan birçok trafik akışı için ölçülmekte ve sonuçlara göre, önerilen yöntemler kablolu ağdan kablosuz ağa büyük miktarda trafik aktarırken aynı zamanda düşük iletişim gecikmesi, yüksek iletim hacmi ve yüksek bant genişliği kullanım oranı elde etmektedir.
Özet (Çeviri)
Resource allocation is one of the most important challenges in operating a data center. We investigate allocation of two main types of resources: servers and network links. Server resource allocation problem is the problem of how to allocate virtual machines (VMs) to physical machines (PMs). By modeling server resources (CPU, memory, storage, IO, etc.) as a multidimensional vector space, we present design criteria for metrics that measure the fitness of an allocation of VMs into PMs. We propose two novel metrics that conform to these design criteria. We also propose VM allocation methods that use these metrics to compare allocation alternatives when allocating a set of VMs into a set of PMs. We compare performances of our proposed metrics to the ones from the literature using vector bin packing with heterogeneous bins (VBPHB) benchmark. Results show that our methods find feasible solutions to a greater number of allocation problems than the others. Network resource allocation problem is examined in hybrid wireless data centers. We propose a system model in which each top-of-the-rack (ToR) switch is equipped with two radios operating in 60-GHz band using 3-channel 802.11ad. Given traffic flows between servers, we allocate wireless links between ToR switches so that the traffic carried over the wireless network is maximized. We also present a method to randomly generate traffic based on a real data center traffic pattern. We evaluate the performance of our proposed traffic allocation methods using randomly generated traffic. Results show that our methods can offload significant amount of traffic from wired to wireless network, while achieving low latency, high throughput, and high bandwidth utilization.
Benzer Tezler
- Beamforming design for network multiple-input multiple-output (MIMO) systems with multiple cooperating base stations
Birden çok ortak çalışan baz istasyonu içeren çok girdili çok çıktılı veri ağları için hüzme biçimlendirme tasarımı
FEHMİ EMRE KADAN
Doktora
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ ÖZGÜR YILMAZ
- Bilgi işlem teknolojileri altyapısının ekonomik büyüme üzerine etkisi: Sahra-Altı Afrika ülkelerinden kanıtlar
The impact of ict infrastructure on economic growth: Evidence from Sub-Saharan-African countries
SAİD MOHAMUD NUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Ekonomiİstanbul Teknik ÜniversitesiEkonomi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ METE HAN YAĞMUR
- Sanal kablosuz duyarga ağ tabanlı bir dağıtık-paralel siber fiziksel sistem tasarımı
Design of a distributed-parallel cyber physical system based on virtual wireless network
GÜNGÖR YILDIRIM
Doktora
Türkçe
2017
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolFırat ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YETKİN TATAR
- Joint server and route selection in SDN networks
SDN ağlarda ortak yol ve sunucu seçimi
HASAN ANIL AKYILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN ALİ ÇIRPAN
- Resource allocation in vehicular edge computing networksbased on deep reinforcement learning
Araç uç bilişiminde derin pekiştirmeli öğrenmeye dayalıkaynak tahsisi
HOMA MALEKI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Uygulamaları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LÜTFİYE DURAK ATA