بخشی از مقاله
چکیده:
با توجه به توسعه فناوری اطلاعات و ارتباطات بحثهایی مانند کاهش هزینه، کارایی و افزایش سرعت باعث ایجاد تحولی روزافزون در دنیای اینترنت شده است. رایانش ابری شیوهای از محاسبات کامپیوتری است که قابلیتهای مرتبط با فناوری اطلاعات را به عنوان سرویس، به کاربران عرضه میکند و به آنها این امکان را میدهد تا در بستر اینترنت، بدون داشتن اطلاعات تخصصی یا کنترل کردن زیرساخت، به این سرویسها دسترسی داشته باشند.
این فناوری مزایای زیادی را فراهم کرده و مورد استقبال کاربران زیادی قرار گرفته است؛ اما با معایب و چالشهایی نیز روبرو است از جمله چالش های این تکنولوژی مبحث تخصیص منابع و توازن بار در ابر می باشد که دارای اهمیت ویژه ای است زیرا تخصیص منبع اجازهی پیشرفت در پیادهسازی اپلیکیشنهای جریانکاری را داده و به مشتریان نیز اجازهی توصیف سیاست های فراوانی را میدهد.
نسخه ی عینی تخصیص منبع برای یک زیرساختار محاسبه ی ابری، به گونه ای است که منابع بدست آمده از تیم های جهانی تخصیص منبع، به صورت همزمان تخصیص داده میشود و سمتی دیگر موازنه بار کمک میکند تا کارایی بهتر سیستم با هزینه کمتر تامین شود و برای بهبود قابل توجه کارایی، داشتن یک برنامه و طرح پشتیبان در مواقعی که سیستم و یا حتی بخشی از آن دچار شکست میشود، برای تطبیق اصلاحات آتی در سیستم و همچنین برای حفظ پایداری سیستم بسیار سودمند می باشد. در این تحقیق مروری بر مفاهیم تخصیص منابع و توازن بار در رایانش ابری پرداخته شده و در بخش اصلی به بررسی تکنیک های این دو شاخه مهم تخصیص منابع و توازن بار صورت گرفته است.
-1 مقدمه ای بر رایانش ابر
رایانش ابری به عنوان یک مدل جدید در محاسبات وسیع توزیع شده، پذیرای زیرساختهای سایبری ایجاد شده بر روی مفهوم مجازیسازی، رایانش شبکه، رایانش ابزار، شبکه، وب سرویس و خدمات نرمافزاری برای پیادهسازی یک ساختار سرویسگرا است. به منظور کاهش مخارج کلی فناوری اطلاعات برای کاربر نهایی، جهت ارائه انعطافپذیری بالا و کاهش دادن هزینه مالکیت کل در تمامی خدمات مورد تقاضای بالا، به یک منبع مشترک از منابع محاسباتی نیاز است.
رایانش ابری این قابلیت را دارد که اینترنت و شبکه گسترده را به منظور استفاده از منابعی که از راه دور در دسترس هستند به هم وصل نموده و در نتیجه راهحلهای کارآمد براساس پرداخت به ازای هر بار استفاده ارائه نمایند
رایانش ابری تکنولوژی جدیدی است که منابع و فضای ذخیرهسازی آنلاین را برای کاربران فراهم میکند. رایانش ابری تمام دادهها را با هزینه کمتری فراهم میکند. در رایانش ابری کاربران میتوانند تمام وقت از طریق اینترنت به منابع دسترسی داشته باشند. کاربران فقط به اندازهای که از منابع استفاده میکنند، باید پرداخت کنند. در رایانش ابری عرضهکننده ابر تمام منابع را در اختیار مشتری میگذارد.
مسائل بسیاری در رایانش ابری وجود دارند. مسئله اصلی موازنه بار است. موازنه بار کمک میکند که تمام بار روی تمام گرهها توزیع شود و این اطمینان را ایجاد میکند که همه منابع رایانشی به طور کارا و منصفانه توزیع شوند. به علاوه کمک میکند تا از ایجاد گلوگاههایی که به خاطر عدم توازن بار به وجود میآیند پیشگیری شود. و نیز باعث رضایت بالای کاربر میشود. موازنه بار تکنیکی نسبتاً جدید است که بهره برداری بالا از منابع و زمان پاسخ 1 بهتری را فراهم میکند. رایانش ابری مزایای بسیاری را برای کاربران به ارمغان میآورد.[3] در این تحقیق به یررسی رایانش ابر، تخصیص منابع در آن و توازن بار در رایانش ابری پرداخته و تکنیک های تخصیص منابع و توازی بار به طور مختصر تشریح شده است.
1؛1 ویژگی های رایانش ابر
در این بخش چند نمونه از ویژگی های رایانش ابر اشاره شده است:
• سرویس مبتنی بر تقاضا:2 رایانش ابری خدمات را در هنگام تقاضا به کاربران اختصاص میدهد. کاربران میتوانند هر وقت که خواستند از منابع استفاده کنند. به عبارتی هنگام احساس نیاز، مصرف کننده میتواند به صورت یک جانبه و خودکار و بدون نیاز به تعامل انسانی با عرضه کنندهی آن قابلیت، قابلیتهای رایانشی را انتخاب و از آنها استفاده کند
• دسترسی گسترده به شبکه: در رایانش ابری قابلیتها در سراسر شبکه در دسترس هستند. تمام قابلیتها از طریق مکانیزمهای مختلف قابل دسترسی اند. به عبارتی قابلیتهای موجود بر روی شبکه و از طریق مکانیسمها یا استانداردی عرضه میشوند که استفاده از این قابلیتها را از طریق بسترهای ناهمگن - قوی یا ضعیف - ممکن میسازد. این بسترها میتوانند به عنوان مثال، گوشیهای تلفن همراه، لپ تاپها، و رایانههای جیبی باشند
• تجمیع منابع:1 مدلهای مختلفی برای تجمیع منابع استفاده میشوند. این منابع توسط عرضهکننده به مصرفکننده عرضه میشوند. تمام منابع به طور پویا در دفعات مختلف بسته به تقاضای مصرفکننده اختصاص داده میشوند. در واقع با بهره گیری از مدل اجارهای چند کاربره هنگام درخواست مشتریان، منابع مجازی و فیزیکی رایانشی عرضه کننده به صورتی ادغام میشوند تا برای پاسخگویی مناسب به صورت پویا میان مشتریان متفاوت تخصیص و باز تخصیص شود. در اینجا یک حالت استقلال از مکان جغرافیایی وجود دارد که در آن مشتری به طور معمول کنترل و یا اطلاعی از مکان جغرافیای دقیق عرضه کننده خدمات ابری ندارد
• انعطاف سریع: کمیت منابع در هر زمانی بسته به نیازمندی مشتری افزایش داده میشود. قابلیتها میتوانند بر اساس حجم و میزان تقاضا در مواقع اوج درخواست از سوی مشتری به صورت خودکار تأمین شوند و به میزان لازم برای پاسخگویی مناسب بالا برود و پس از اتمام نیاز به سرویس به سرعت پایین بیاید، یعنی به اندازهی قبل از اوج تقاضا برگردد
• اندازهگیری سرویس: در رایانش ابری میتوان مصرف تمام منابع را نظارت و کنترل کرد، هم برای عرضهکننده و هم مصرفکننده. سیستمهای ابری به صورت اتوماتیک استفاده از منابع را با استفاده از نوعی قابلیت سنجش که از نشانه گذاری مناسب با نوع سرویس بهره میبرد کنترل و بهینه سازی میکنند. استفاده از منابع، قابل نظارت، کنترل و گزارش دهی است و به عرضه کننده و استفاده کننده سرویس امکان میدهد که به میزان و نحوه استفاده از سرویس احاطه داشته باشند
-2 تخصیص منابع در رایانش ابر
محاسبات ابری، یک فناوری مبتنی بر تقاضا می باشد، به طوریکه تخصیص منابع پویا و انعطاف پذیر را برای خدمات تضمین شده و قابل اعتماد، به طریق " پرداخت هزینه به هنگام استفاده از خدمات" به عموم ارائه می دهد. ویژگی منحصر به فرد این فناوری اینست که میتوان به صورت همزمان، به هر تعداد از خدمات مبتنی بر محاسبات ابری، توسط هر تعداد از کاربر دسترسی پیدا کرد. بنابراین، اینکه هر کاربر می بایست به طریقی ماهرانه از منابع کافی برخوردار گردد، یک امر لازم الاجرا می باشد.
تخصیص منابع در محاسبات ابری، چیزی جز یکپارچه سازی اقدامات تسهیلاتی تامین کننده ابر محاسباتی به منظور بهره برداری و تخصیص منابع نادر، نمی باشد. رضایتمندی از سطح خدمات مورد توافق، یک موضوع قابل توجه می باشد که هم به کاربر و هم به تامین کننده خدمات مرتبط می گردد
تخصیص منابع نقش پرقدرتی را در عملکرد فرایند کلی به خود اختصاص داده است و سطح رضایتمندی مشتری توسط این فرایند فراهم شده است. اما درحالیکه حداکثر رضایتمندی مشتری فراهم می گردد، ارائه دهنده خدمات می بایست سود قطعی متحمل بر آنها را نیز تعیین کند. بنابراین، تخصیص منابع می بایست بر هر دو منظر - یعنی کاربر نهایی و نقطه نظر ارائه دهنده خدمات - به صورت کارآمد عمل کند.به طور کلی روش های تخصیص منابع به دو دسته ثابت و پویا تقسیم می شود که در بخش زیر به آنها اشاره شده است.
