بخشی از مقاله
چکیده
امروزه رایانش ابری در سرتاسر دنیا اقدام به ارائهی سرویسهای کاربرد محور به کاربرانش نموده است. بر مبنای پرداخت به ازای استفاده، این سرویس باعث شده تا اپلیکیشن های گستردهی کاربران که شامل دامنههای تجاری و علمی میباشد مورد پشتیبانی قرار گیرد. اگرچه دیتاسنترهایی که اپلیکیشن های ابری را مورد میزبانی قرار میدهند، انرژی الکتریسیتهی زیادی را مصرف کرده و باعث افزایش هزینههای عملیاتی و تحمیل کربن فوت پرینت به محیط میگردند.
بنابراین نیاز است تا از راهحلهای رایانش ابری سبز1 استفاده گردد بهطوریکه نهتنها باعث کاهش هزینههای عملیاتی گردد بلکه تأثیر محیطی را نیز کاهش دهد. در این مقاله قصد داریم تا یک چارچوب معماری را به همراه اصولی برای رایانش ابری کارآمد ازنظر انرژی ارائه دهیم.بر مبنای این معماری، دیدگاه خود را به همراه چالشهای پژوهشی باز ارائه میدهیم و الگوریتم های تدارک و تخصیص را نیز برای مدیریت محیط های رایانش ابری ارائه میدهیم. روش خود را بهوسیلهی مطالعهی ارزیابی کارائی در کیت ابزار CloudSim مورد ارزیابی قرار میدهیم. نتایج نشان میدهد که مدل رایانش ابری دارای پتانسیل بالایی بوده و میتواند کاهش هزینهی عمدهای را به همراه داشته باشد
.1مقدمه
رایانش ابری را میتواند بهعنوان یک پاراداریم جدید برای تدارک پویای سرویس های ابری که بهوسیلهی دیتاسنترهای مدرن پشتیبانی میشوند و از فناوریهای ماشین مجازی برای اهداف تثبیت و ایزوله سازی محیط استفاده میکنند برشمرد.
رایانش ابری می تواند زیر ساختار، پلت فرم و نرمافزار - اپلیکیشن ها - را بهعنوان سرویسهایی در قالب مدل پرداخت به ازای استفاده در اختیار مشتریان قرار دهد. در صنعت، این سرویسها را بهعنوان زیر ساختار بهعنوان سرویس - IaaS - ، پلت فرم بهعنوان سرویس - PaaS - و نرمافزار بهعنوان سرویس - SaaS - میشناسند. بسیاری از سرویسدهندگان ابری همچون گوگل، مایکروسافت، یاهو و IBM در حول توسعهی دیتاسنتر هایی در محلهای مختلف در سرتاسر دنیا میباشند.
در گزارشی که اخیراً منتشرشده است [2]، آمده است که رایانش ابری را باید بهعنوان رویای بلندمدت رایانش در نظر گرفت که پتانسیل تبدیل بخش زیادی از صنعت IT را داشته و حتی فرآیند نرمافزار را به یک سرویس جذابتر مبدل میسازد. کلود مزایای زیادی را برای شرکتهای IT به همراه دارد چراکه آن ها را از نیاز به استفاده از زیر ساختارهای سختافزاری و نرمافزار مبرا ساخته و بنابراین به آنها اجازه داده تا بیشتر بر روی نوآوری و ایجاد ارزش شغلی برای سرویس های خود متمرکز باشند. علاوه بر این، توسعهدهندگانی که دارای ایدههای نوآور برای سرویسهای اینترنتی میباشند نیازی به سرمایهی سختافزاری زیادی برای توسعهی سرویسهای خود ندارند .
بهمنظور درک کامل پتانسیل رایانش ابری، سروی دهندگان ابری باید این اطمینان را داده که فرآیند تحویل سرویس آنها بهاندازهی کافی انعطاف پذیر میباشد بهطوریکه بتوان نیازمندیهای مختلف کاربران را بدون ایزوله کردن آنها از زیر ساختار موجود پاسخ داداخیراً.، کارائی بالا به یکی از نگرانیهای اصلی در دیتاسنترها مبدل شده است و این تقاضا نیز بدون توجه به مصرف انرژی موردبررسی قرارگرفته است. اگرچه یک دیتاسنتر متوسط ، انرژی معادل با 25 هزار خانوار را مصرف میکند
با افزایش هزینههای انرژی و کاهش موجودیت آن، نیاز است تا تمرکز خود را بر روی بهینهسازی مدیریت منبع دیتاسنتر در جهت بهینهسازی بهرهوری انرژی قرار دهیم و درعینحال نیز سطح سرویس و کارائی را حفظ نماییم.بنابراین، سرویسدهندگان ابری باید از مقیاسهایی برای تضمین اینکه حاشیه ی سود آنها کاهش پیدا نکند استفاده کنند.
افزایش هزینه ی انرژی میتواند یک تهدید بالا باشد چراکه مالکیت هزینهی کلی را افزایش داده و بازگشت سرمایه در زیر ساختارهای ابری را کاهش میدهد. همچنین فشار فزایندهای از سوی دولت ها در سرتاسر دنیا بهمنظور کاهش گاز کربن دی اکسید وجود دارد که این گاز در سطح زیادی بر روی تغییرات جوی و آب و هوایی تأثیر دارد. برای مثال، دولت ژاپن اقدام به ایجاد شورای دیتاسنتر کرده است که مسئلهی مصرف انرژی دیتاسنترها را حلوفصل نماید
اخیراً سرویس دهندگان رایانشی بزرگ اقدام به ایجاد یک مجمع جهانی بهعنوان گرید سبز [5] نمودهاند تا بهرهوری انرژی را برای دیتاسنتر ها بهبود داده و تأثیر محیطی را کمینه سازند. بنابراین، سرویسدهندگان باید مصرف انرژی در زیر ساختارهای ابری را کاهش داده و درعینحال تحویل سرویس را تضمین نمایند.
کاهش استفاده از انرژی در دیتاسنترها یک امری چالش برانگیز و پیچیده میباشد چراکه اپلیکیشن های رایانش و دادهها بهسرعت رو به رشد بوده و نیاز به دیسکها و سرورهای بزرگی برای پردازش آنها در بازهی زمانی موردنیاز میباشد. رایانش ابری سبز میتواند نهتنها به پردازش کارآمد و بهرهوری زیر ساختار رایانشی دست پیدا کند بلکه میتواند مصرف انرژی را نیز کمینه سازد
این مورد برای تضمین اینکه رایانش ابری در آینده بتواند رشد کند ضرورت دارد. در غیر این صورت، رایانش ابری با افزایش دستگاههای کلاینت نهایی که با دیتاسنترها تعامل دارند باعث شده تا انرژی زیادی مصرف گردد. برای حل این مسئله و به دست آوردن یک رایانش ابری سبز، منابع دیتاسنتر را باید به شکلی کارآمد ازنظر مصرف انرژی مدیریت کرد. بهطور خاص، منابع ابری را باید نهتنها برای تضمین کیفیت سرویس مشخص شده توسط کاربر تخصیص داد بلکه باید آنها را به شکلی تخصیص داد تا مصرف انرژی کاهش پیدا کند.
هدف اصلی این مقاله این است که دیدگاه و چالش هایی پژوهشی را در خصوص مدیریت کارآمد منابع ارائه دهیم و سیاستها و الگوریتم های کارآمدی را برای دیتاسنترهای مجازی شده ارائه دهیم به طوریکه رایانش ابری بتواند به یک فناوری کاربر پسندانه تر و مقرونبهصرفه تر برای پیشبرد اهداف فناوری و علمی در نسلهای آینده مبدل شود.
