ابزارهای شبیه سازی ابر

بدون ديدگاه

در این بخش ، ما یک مطالعه دقیق از شبیه سازهای ابر ارائه شده در ادبیات ارائه می دهیم. ما با ارائه شبیه ساز محبوب CloudSim و پسوندهای آن شروع می کنیم. پس از آن ، شبیه سازهای دیگر را معرفی می کنیم.

CloudSim [6] یک شبیه ساز مشهور رایانش ابری است که بر روی GridSim ساخته شده است. در آزمایشگاه CLOUDS در دانشگاه ملبورن توسعه یافته است. این مجموعه ابزاری برای مدل سازی و شبیه سازی رفتار بسیاری از مؤلفه های ابری مانند ماشین های مجازی (VM) ، مراکز داده و خدمات تأمین منابع است. همچنین ، می تواند انواع مختلفی از ابرها (محیط های عمومی ، خصوصی ، ترکیبی و چند ابر) را نمایان کند.

CloudSim یک ابزار شبیه سازی رویداد محور است ، یعنی همه اجزای شبیه سازی یک صف پیام را حفظ کرده و پیام هایی را تولید می کنند ، که آنها آنها را به موجودات دیگر منتقل می کنند. این می تواند بسیاری از مراکز داده را که از سرورهای ذخیره سازی و ماشینهای میزبان فیزیکی تشکیل شده اند ، فوری کنید. این ماشین ها میزبان چندین VM هستند که چندین کار را انجام می دهند (با نام cloudlets). CloudSim می تواند شبیه سازی اختصاص و اجرای بار کاری در زیرساخت ابری را انجام دهد [7] . جریان ارتباط بین موجودات اصلی CloudSim در شکل 1 نشان داده شده است :

    1. CD در ابتدای شبیه سازی ، هر واحد مرکز داده اطلاعات خود را در رجیستری Cloud Information Service (CIS) ثبت می کند.
    2. کارگزار مرکز داده (DCB) که به نمایندگی از کاربران اقدام به ثبت اطلاعات CIS برای اطلاعات مراکز داده می کند.
    3. رجیستری CIS با ارسال لیستی از مراکز داده موجود پاسخ می دهد.
    4. DCB مشخصات مراکز داده موجود (DC) را درخواست می کند.
    5. DCB از DC مربوطه می خواهد تا VM های مورد نیاز را ایجاد کند.
    6. پس از ایجاد VM ، DCB برای اجرای برنامه ، ابرهایی را به DC می فرستد. اگر تابلوها اجرای خود را تمام کنند ، پیامی به DCB ارسال می شود.
    7. در پایان شبیه سازی ، VM ها از بین می روند. CloudSim مدل سازی و شبیه سازی یک زیرساخت در مقیاس بزرگ را امکان پذیر می کند. علاوه بر این ، به راحتی قابل توسعه است. در حقیقت ، به توسعه الگوریتم های جدید برنامه ریزی و سیاست های توزیع منابع کمک می کند.

    2) الحاقات

    با وجود مزایای آن ، CloudSim محدودیت های مختلفی دارد. بنابراین ، تلاشهای زیادی صورت گرفته است تا براساس نیازهای مختلف ، قابلیت های جدیدی به آن اضافه شود. ما بعداً برخی از این پسوندها را ذکر می کنیم.

    • NetworkCloudSim : این افزونه شبیه ساز CloudSim است که توسط Garg et al. [11] . این برنامه از مدل سازی برنامه های عمومی مانند گردش کار ، تجارت الکترونیکی و برنامه های وب پشتیبانی می کند. همچنین مفاهیم جدیدی را برای مدل سازی یک شبکه داخلی ارائه می دهدیکمرکز اطلاعات. دارای دو سطح برنامه ریزی است. نفر اول در سطح میزبان است. این شامل زمانبندی کارها بر روی VM است. مورد دیگر در سطح VM است که برنامه های واقعی اجرا می شوند.
    • FederatedCloudSim : استیکچارچوبی که CloudSim را برای شبیه سازی چندین سناریو ابر فدرالیک گسترش می دهد [19] . علاوه بر این ، آن را برای آزمایش الگوریتم های برنامه ریزی آگاهانه از SLA اضافه می کند.
    • DynamicCloudSim : این یک شبیه ساز است که در CloudSim ساخته شده است. این مدلها را برای ضبط ناهمگونی در عملکرد منابع محاسباتی ، عدم اطمینان و تغییرات پویا عملکرد VMs و همچنین عدم موفقیت در هنگام انجام کار معرفی می کند [3] .
    • TeachCloud : CloudSim فاقد رابط کاربری گرافیکی (GUI) است که به فرایند یادگیری دانش آموزان کمک می کند. بنابراین ، پسوند جدیدی به نام “TeachCloud” توسعه یافت [13] . این یک ابزار آموزشی است که توسط دانشجویان برای انجام آزمایشات در یک سیستم محاسبات ابری استفاده می شود. این ساختمان و اجرای توپولوژیهای شبکه اختصاصی را قادر می سازد. همچنین ، این شامل ماژول های جدید مربوط به محدودیت های SLA و مدیریت فرآیند تجارت (BPM) است.
    • FTCloudSim : این دستگاه پیشرفت های جدیدی را در بالای سکوی اصلی CloudSim برای مدل سازی و شبیه سازی مکانیسم های تقویت قابلیت اطمینان ارائه می دهد [33] . این رابط گسترده ای را فراهم می کند که به محققان کمک می کند مکانیسم های جدید را به راحتی پیاده سازی کنند. این ماژول های جدیدی را اضافه می کند که می توانند حوادث خرابی را برای آزمایش عملکرد هر مکانیسم ایجاد کنند. پس از اجرا ، اطلاعاتی تولید می کند که مزایا و کاستی های سازوکار را توصیف می کند.
    • WorkflowSim : این ابزار یک شبیه ساز جدید توسعه یافته توسط چن و همکاران است [8] . این لایه ای از مدیریت گردش کار را در ابر فراهم می کند. این لایه پشتیبانی از الگوریتم های شبیه سازی گردش کار و برنامه ریزی را ارائه می دهد. از چهار مؤلفه اصلی تشکیل شده است:
      • نقشه بردار گردش کار: مجموعه ای از وظایف را به سایت های اجرای نقشه می کشد.
      • موتور گردش کار: حالت ها و وابستگی ها را به عهده دارد.
      • موتور خوشه بندی: این وظایف را برای کاهش برنامه ریزی در بالای کارها در کارها ادغام می کند.
      • برنامه ریز گردش کار: این مشاغل را با منابع مطابقت می دهد.
    • ElasticSim : این یک برنامه افزودنی دیگر شبیه ساز CloudSim برای برنامه های گردش کار است [5] .این هدف برای ارزیابی عملکرد الگوریتم های برنامه ریزی و تهیه منابع است. این برنامه از مقیاس خودکار خودکار زمان اجرا و مدل سازی زمان اجرای کار تصادفی پشتیبانی می کند. علاوه بر این ، یک رابط کاربری گرافیکی را ارائه می دهد که نتایج برنامه ریزی را نشان می دهد. این رابط کاربری گرافیکی برای یافتن مزایا و اشکالاتی از الگوریتم های پیشنهادی کمک می کند.
    • CloudAnalyst : این شبیه ساز مبتنی بر CloudSim است [32] . این هدف برای ارزیابی عملکرد برنامه های توزیع شده در مقیاس بزرگ بر روی ابر است. این برنامه ها می توانند دارای حجم کاری بالایی باشند که از لحاظ جغرافیایی در مراکز مختلف داده توزیع می شوند. علاوه بر این ، CloudAnalyst یک GUI را برای پیکربندی هر سیستم توزیع جغرافیایی مانند تنظیم پارامترهای سخت افزاری ارائه می دهد. این نتایج شبیه سازی را در قالب نمودارها و جداول تولید می کند.
    • CloudReports : پیشرفتهای بسیاری را در بالای چارچوب CloudSim ارائه می دهد [29] . این رابط کاربری گرافیکی را ارائه می دهد که ویژگی های بسیاری را ارائه می دهد. در مرحله اول ، این اجازه می دهد تا چندین شبیه سازی را همزمان اجرا کنید. علاوه بر این ، می تواند گزارشاتی را با اطلاعات دقیق و داده های شبیه سازی صادرات تولید کند. این اطلاعات مربوط به هزینه های استفاده از منابع ، مصرف انرژی ، زمان اجرای و غیره است.
    • CloudExp : پیشرفتهای بسیاری را در بالای سکوی اصلی CloudSim ارائه می دهد [14] . این نرم افزار رابط کاربرپسند برای بهبود تجربه کاربران فراهم می کند. این رابط کاربری گرافیکی می تواند نتایج را به صورت ورق های اکسل تولید و ذخیره کند. این اجازه می دهد تا چندین سناریو تحرک برای دستگاه های تلفن همراه انجام شود. همچنین ، ماژول های مربوط به SLA و برخی از جنبه های کسب و کار را اضافه می کند. علاوه بر این ، CloudExp مدلهای جدید شبکه ابری را ادغام می کند که اجازه می دهد توپولوژی های فعلی را در محیط های ابر واقعی نشان دهند.
    • MR-CloudSim : این یک نسخه پیشرفته از CloudSim است که برای شبیه سازی مدل محاسباتی MapReduce [15] در نظر گرفته شده است . این پشتیبانی از پردازش BigData. با این حال ، پردازش پرونده ، زمان و هزینه مربوط به آن را کنترل نمی کند. علاوه بر این ، عملکرد این ابزار با یک مدل MapReduce واقعی مانند Hadoop 1 ارزیابی نمی شود .
    • CloudSimSDN: این یک ابزار شبیه سازی ابری است که از ویژگی های مختلف SDN (پیکربندی شبکه پویا ، کنترل کننده برنامه ریزی و غیره) پشتیبانی می کند [26] . این برنامه کاربران را قادر می سازد استراتژی های مدیریت منابع را که برای مراکز داده ابری با قابلیت SDN کاربرد دارند ارزیابی کنند. در حقیقت ، می تواند مراکز داده ، پیوندهای شبکه ، سوئیچ ها ، ماشین های فیزیکی و توپولوژی های مجازی را به منظور اندازه گیری معیارهای عملکرد شبیه سازی کند. علاوه بر این ، یک رابط کاربری گرافیکی را ارائه می دهد که پیکربندی شبیه سازی را ساده می کند.
    • CEPSim: این شبیه ساز سیستم های پردازش رویدادهای پیچیده مبتنی بر ابر (CEP) است [12] . این CloudSim را با استفاده از یک مدل کاربردی بر اساس نمودارهای چرخه ای کارگردانی (DAG) گسترش می دهد که برای نمایش پرس و جوهای مداوم که پردازش جریانهای سریع داده را دارند ، گسترش می یابد. اجرای این نمایش داده ها می تواند در بسیاری از انواع محیط ابر از جمله محیط های عمومی ، خصوصی و چند ابر شبیه سازی شود. علاوه بر این ، این ابزار با ایجاد استراتژی های مختلف برنامه ریزی و قرار دادن اپراتور قابل تنظیم است.
    • CDOSim : این ابزار [10] پسوند شبیه ساز CloudSim است که می تواند نقض SLA ، زمان پاسخ و هزینه یک CDO (گزینه استقرار ابری) را شبیه سازی کند. این می تواند مدل های کاربردی را دنبال کند که از مدل متا مدل کشف (Knowledge Discovery) پیروی می کنند. همچنین ، این امکان را برای کاربران ابر فراهم می کند که هزینه و کارایی یک راه حل ابر را با سایر راه حل ها مقایسه کنند.
    • CloudSimEx : سهم عمده CloudSimEx [16] ، گسترش CloudSim برای شبیه سازی برنامه های MapRe-duce است. دومی به عنوان شغلی متشکل از وظایف “نقشه” و وظایف “کاهش” مدل سازی می شوند.همچنین ، قادر است چندین آزمایش را به صورت موازی و در فرآیندهای مختلف JVM انجام دهد. CloudSimEx سایر ویژگی های مرتبط با سیستم های مبتنی بر وب ، مشکلات تأخیر در ترافیک و غیره را معرفی می کند.

نوشتن دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

چهار × چهار =