Abstract
With the wide application of virtualization technology in cloud data centers, how to effectively place virtual machine (VM) is becoming a major issue for cloud providers. The existing virtual machine placement (VMP) solutions are mainly to optimize server resources. However, they pay little consideration on network resources optimization, and they do not concern the impact of the network topology and the current network traffic. A multi-resource constraints VMP scheme is proposed. Firstly, the authors attempt to reduce the total communication traffic in the data center network, which is abstracted as a quadratic assignment problem; and then aim at optimizing network maximum link utilization (MLU). On the condition of slight variation of the total traffic, minimizing MLU can balance network traffic distribution and reduce network congestion hotspots, a classic combinatorial optimization problem as well as NP-hard problem. Ant colony optimization and 2-opt local search are combined to solve the problem. Simulation shows that MLU is decreased by 20%, and the number of hot links is decreased by 37%
چکیده
با کاربرد وسیع فناوری مجازی سازی در مراکز داده ابر، چگونگی قراردادن موثر ماشین مجازی (VM) به یک موضوع مهم برای تهیه کنندگان ابر تبدیل شده است. راه حلهای جایگزین ماشین مجازی (VMP) موجود اساسا برای بهینه نمودن منابع سرور است. به هر حال، آنها به بهینه سازی منابع شبکه اندکی توجه می کنند، و نگران تاثیر توپولوژی شبکه و ترافیک کنونی شبکه نیستند. یک طرح VMP محدودیتهای چند منبعی پیشنهاد شده است. اولا، مولفان تلاش می کنند که ترافیک کلی مخابره را در شبکه مرکز داده که به عنوان یک مسئله انتصاب درجه دوم خلاصه شده، کاهش دهند و سپس برای بهینه نمودن بهره برداری لینک حداکثر شبکه (MLU) هدفمند شده است. در شرایط تغییر ناچیز ترافیک کلی، حداقل نمودن MLU می تواند توزیع ترافیک شبکه را متعادل نموده و نقاط ازدحام شبکه، یک مسئله بهینه سازی ترکیبی کلاسیک مانند مسئله NP-hard، را کاهش دهد. بهینه سازی کلنی مورچه و جستجوی محلی 2-opt برای حل مسئله ترکیب می شوند. شبیه سازی نشان می دهد که MLU به 20 درصد کاهش می یابد و تعداد لینک های hot به 37 درصد کاهش می یابد.
1-مقدمه
اکثر سرورهای فیزیکی در مرکز داده ابر، فناوری مجازی سازی مرکز داده را به کار می برند ]1-2[. بر اساس توافق سطح سرویس (SLA) با فراهم کنندگان ابر، متصرفان یک گروه از ماشین های مجازی (VMs) را که در نقاط مختلف قرار می گیرند و مخابره از هر یک را مجاز می کنند، ترتیب می دهند؛ هر VM مقادیر مشخصی از منابع مانند واحد پردازش مرکزی (CPU)، حافظه و پهنای باند ارسال/دریافت و غیره را برای حفظ تفکیک عملکرد برنامه کاربردی و امنیت نیاز دارد. علاوه بر این، فناوری مجازی سازی چندین سرور مجازی را قادر می سازد که بر روی ماشین فیزیکی یکسانی (PM)، که برای بهبود بهره وری از منابع و درنتیجه کاهش مصرف انرژی مفید است، اجرا شوند. بنابراین مجازی سازی می تواند به مدیران انبوه کمک کند که به آرایش منبع منظم و مورد تقاضا که یک راه حل موثر برای مدیریت منبع قابل انعطاف ایجاد می کند، دست یابند...