Joint virtual machine embedding and wireless data center topology management
Ortak sanal makine yerleştirme ve kablosuz veri merkezi topolojisi yönetimi
- Tez No: 730123
- Danışmanlar: PROF. DR. ERTAN ONUR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 70
Özet
Nesnelerin İnterneti, beşinci nesil vb. gibi gelişen teknolojilerle birlikte üretilen veriler muazzam bir şekilde büyüyor. Bu nedenle, günümüzde Veri Merkezi Ağları (VMAlar), önemli miktarda veriyi depolamak ve işlemek için önemli bir göreve sahiptir ve bu da onları ağın kritik bir bileşeni haline getirir. Çok büyük miktarda trafik talebini karşılamak için kablolu VMA'lar çok sayıda sunucu, güç tüketen anahtarlar ve çok uzun kabloların kullanımına ihtiyaç duyarlar. Kabloların kullanımındaki büyük artış, yüksek kablolama karmaşıklığına ve maliyetine neden olurken, çok sayıda sunucu ve güç tüketen anahtarlar, yüksek düzeyde güç tüketimine neden olur. Bu sorunları gidermek için Kablosuz Veri Merkezi Ağları (Kablosuz VMAlar) ortaya çıkmıştır. Kablosuz VMAlar, dinamik olarak değişen koşullara uyum sağlama yetenekleri sayesinde bant genişliğini verimli bir şekilde kullanır ve kablosuz yapıları sayesinde yüksek maliyet, kablolama karmaşıklığı ve güç tüketimi sorunlarını azaltır. Kablosuz VMAlar ayrıca hotspot problemine umut vaat eden bir çözüm sunar. Kablosuz VMAlar umut vaat eden çözümler sunmanın yanı sıra, güvenilir iletişim kurmak, dinamik olarak değişen trafik taleplerini karşılamak ve veri merkezinde karşılanan trafik miktarını artırmak gibi bazı zorlukları da beraberinde getirir. Bu çalışmada, 60 GHz bandını kullanan dinamik topolojiye sahip bir Kablosuz VMA öneriyoruz ve Kablosuz VMA'daki dinamik trafik taleplerini karşılamayı ve verimi en üst düzeye çıkarmayı amaçlıyoruz. Bunu başarmak için, sanal makineler (yani uygulamalar) arasındaki trafik talebini ve fiziksel makinelerin (yani sunucuların) kapasitesini göz önünde bulundurarak eş zamanlı bir şekilde sanal makineleri fiziksel makinelere verimli bir şekilde dağıtıp farklı raflarda konuşlandırılmış iki alıcı-verici arasında kablosuz bağlantılar kuruyoruz. Kablosuz VMA'daki verimi en üst düzeye çıkarmak için bir karma tamsayılı programlama (KTP) problemi formüle ediyoruz. Ayrıca, KTP problemini bir optimizasyon çözücü ile çözmek için gerekli olan süreyi azaltmak için Kablosuz Bağlantı ve Hizmet Dağıtımı (KBHD) ve Geliştirilmiş Kablosuz Bağlantı ve Hizmet Dağıtımı (G-KBHD) adlı iki buluşsal yöntem öneriyoruz. Bu iki buluşsal yöntem, önerilen problemi çözmek için gerekli süreyi önemli ölçüde azaltırken bir optimizasyon çözücü tarafından elde edilen optimal çözüme yaklaşık %20 oranında yaklaşır ve VMA'da dinamik olarak değişen trafik taleplerine uyum sağlar. Daha önce yapılmış ToR-to-ToR Kablosuz VMA çalışmasından farklı olarak, tanıtılan çalışma, sanal makinelerin fiziksel makinelere yerleştirilmesini de önererek, Kablosuz VMAlarda karşılanan trafik talebi oranını artırmaya önemli bir katkı sağlar.
Özet (Çeviri)
With emerging technologies such as the Internet of Things and 5G, generated data grows enormously. Hence, Data Center Networks (DCNs) have an important duty to store and process a significant amount of data, which makes them a critical component of the network. To meet the massive amount of traffic demands, wired DCNs need to deploy large numbers of servers and power-hungry switches, and huge lengths of wires. An enormous increase in the usage of cables causes high cabling complexity and cost while deploying large numbers of servers and power-hungry switches causes high-level power consumption. To address these problems, Wireless DCNs (WDCNs) have emerged. WDCNs utilize the bandwidth efficiently thanks to their adaptation ability to the dynamically changing conditions and decrease high cost, cabling complexity, and power consumption problems with the help of their wireless structure. WDCNs are also a solution to the oversubscription problem. However, establishing reliable communication, satisfying changing traffic demands dynamically, and increasing throughput are challenges of WDCNs that need to be emphasized. In this work, we introduce a WDCN using internationally available 60 GHz bands and aim to handle the dynamic traffic demands in the WDCN and maximize the throughput. To achieve it, we jointly deploy virtual machines (i.e., services) into physical machines (i.e., servers) considering traffic demand between virtual machines and the capacity of physical machines and establish wireless links between two transceivers deployed on different racks. To maximize throughput in the WDCN, we formulate a mixed-integer programming (MIP) problem. We also propose two heuristics, named Heuristic for Wireless Link and Service Deployment (HWSD) and Improved Heuristic for Wireless Link and Service Deployment (I-HWSD) to decrease the time it takes to solve the MIP problem with an optimization solver. These two heuristics approach the optimal solution by about 20% with a significant improvement in the time performance and adapt to dynamically changing traffic demands. Unlike top-of-rack (ToR)-to-ToR WDCN, deploying virtual machines makes a significant contribution to the total traffic demand we can complete in WDCN.
Benzer Tezler
- IEEE 1149.1 standardı kullanarak test edilebilir lojik devre tasarımı
Testable lojik circit design by using IEEE 1149.1 standard
A.BETÜL TUNCER
Yüksek Lisans
Türkçe
1992
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. AHMET DERVİŞOĞLU
- Çift çene hareketli ambalaj kapama makinesi tasarımı ve analizi
Double jaw moving packaging machine design and analysis
İBRAHİM ETHEM KILIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMER FARUK ERGİN
- Uzaktan eğitim öğrencilerinin başarılarının fpfs-knn ile tahmini
Prediction of the success of distance students via fpfs-knn
SEMA KILIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Rumeli Üniversitesiİşletme Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SAMET MEMİŞ
- Recognition of haptic interaction patterns in dyadic joint object manipulation
Fiziksel insan-insan işbirliğinde dokunsal özellikli etkileşim örüntülerinin tanınması
ÇIĞIL ECE MADAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇAĞATAY BAŞDOĞAN
- Path defined directed graph vector (pgraph) method for multibody dynamics
Çoklu gövde dinamiğine yönelik yol tanımlı ve yönlü grafik vektörü metodu
MUSA NURULLAH YAZAR
Doktora
İngilizce
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SIDDIK MURAT YEŞİLOĞLU