CloudSim: Rámec pro Modelování a Simulace, Cloud Computing Infrastruktur a Služeb

Úvod

v Poslední době, cloud computingu se objevil jako vedoucí technologie pro deliveringreliable, bezpečné, chyba-tolerantní, udržitelné a škálovatelné computationalservices, které jsou prezentovány jako Software, Infrastrukturu nebo Platformu asservices (SaaS, IaaS, PaaS). Kromě toho mohou být tyto služby nabízeny v soukromých datových centrech (private clouds), mohou být komerčně nabízeny pro klienty (public clouds), nebo je možné, že veřejné i soukromé clouds jsou kombinovány v hybridních cloudech.

Tyto již široký ekosystém cloudových architektur, spolu s theincreasing poptávka po energeticky účinných technologií, poptávka včas,opakovatelné a kontrolovatelné metodiky pro hodnocení algoritmy,programy a politiky, než skutečný vývoj cloudových produktů.Protože využití real testbeds omezuje pokusy na stupnici z testbedu a umožňuje reprodukci výsledky velmi difficultundertaking, alternativní přístupy k testování a experimentování leveragedevelopment nových Cloudových technologií.

vhodnou alternativou je využití simulačních nástrojů, které otevírají možnost vyhodnocení hypotézy před vývojem softwaru v prostředí, kde lze reprodukovat testy. Konkrétně v případě Cloud computingu, kde je přístup k infrastruktuře vznikají plateb v reálném měně, simulation-based přístupy nabízejí významné výhody, jako je Cloud umožňuje zákazníkům vyzkoušet si jejich služby v opakovatelné a kontrolovatelné prostředí zdarma, a vyladit výkon, problémová místa před nasazením na skutečné Mraky. Na straně poskytovatele umožňují simulační prostředí vyhodnocovat různé druhy scénářů leasingu zdrojů při různých distribucích zatížení a cen. Takové studie by mohly poskytovatelům pomoci optimalizovat náklady na přístup ke zdrojům se zaměřením na zlepšení zisku. Při absenci takových simulačních platforem se zákazníci a poskytovatelé cloudu musí spoléhat buď na teoretická a nepřesná hodnocení, nebo na přístupy pokus-omyl, které vedou k neefektivnímu výkonu služeb a generování příjmů.

hlavním cílem tohoto projektu je poskytnout obecný a rozšiřitelný simulace rámec, který umožňuje bezproblémové modelování, simulace a experimentování rozvíjející Cloud computing infrastruktury, služeb a aplikací. Pomocí CloudSim, výzkumné pracovníky a průmysl-založené vývojáři se mohou zaměřit na konkrétní návrh systému problémy, které chtějí, aby prošetřila, bez obavy o nízkou úroveň podrobnosti týkající se Cloudových infrastruktur a služeb.

hlavní funkce

Přehled funkcí CloudSim:

• podpora pro modelování a simulaci rozsáhlých Cloud computing v datových centrech
• podpora pro modelování a simulace virtualizované server, hosts, s přizpůsobitelné zásady pro poskytování hostitelské zdroje pro virtuální stroje
• podpora pro modelování a simulace aplikace kontejnery
• podpora pro modelování a simulace energeticky vědomi výpočetních zdrojů
• podpora pro modelování a simulaci datových center topologie sítě a message-passing applications
• podpora pro modelování a simulace federativních mraky
• podpora pro dynamické vkládání prvky simulace, zastavit a pokračovat v simulaci,
• podpora pro uživatelsky definované zásady pro rozdělení hostitelů virtuálních počítačů a zásady pro přidělování hostitele zdroje pro virtuální stroje

Dokumentace

• on-line kurz na CloudSim, která obsahuje videa, vyvinutý Anupinder Singh z Indie.
• Příklady
• Poznámky
• Instalace a spuštění CloudSim (README)
• Changelog
• Kontejnery v CloudSim

ke Stažení

CloudSim balíček, který obsahuje zdrojový kód, příklady, sklenic, a APIdocumentation lze stáhnout z CloudSim webovou stránku na GitHub:

https://github.com/Cloudslab/cloudsim/releases

Kód z papíru: Tom Guerout, Thierry Monteil, Georges Da Costa, Rodrigo N. Calheiros, Rajkumar Buyya, Mihai Alexandru. Energie-aware simulace s DVFS.Simulace modelování praxe a teorie, svazek 39, stránky 76-91, prosinec 2013.

CloudSim_DVFS.rar

Diskusní skupina (mailing list)

iFogSim

iFogSim umožňuje modelování a simulace Mlhy výpočetní prostředí pro hodnocení řízení zdrojů a schedulingpolicies přes okraj a cloudových zdrojů v rámci různých scénářů. Simulátor podporuje vyhodnocování politik řízení zdrojů se zaměřením na jejich dopad na latenci( včasnost), spotřebu energie, přetížení sítě a provozní náklady. Simuluje okrajová zařízení, cloudová datová centra a síťové odkazy pro měření metrik výkonu. Hlavním aplikačním modelem podporovaným iFogSim je theSense-proces-Actuate model. V těchto modelech, senzory, data publikovat do Hodně sítí, aplikací runningon Mlha zařízení, přihlásit se a zpracovat data přicházející ze senzorů, a nakonec poznatky získané jsou přeložen do akce předány pohony.

Stáhněte si iFogSim zde. Více informací naleznete v našem SPE papíru.

CloudSimEx

cílem projektu Cloudsimexje vyvinout sadu rozšíření pro simulátor CloudSim. Rozšíření, která se ukáží jako hodná, budebýt později sloučen s CloudSim.

Poznámka! Tato rozšíření nejsou oficiálně podporována týmem CloudSim, dokud nejsou integrována s CloudSim.

v Současné době CloudSimEx funkce:

1. Webové relace modelování;
2. Lepší protokolování nástroje;
3. Nástroje pro generování CSV souborů pro statistické analýzy;
4. Automatické id generace;
5. nástroje pro paralelní spouštění více experimentů;
6. Simulace MapReduce.

EdgeCloudSim

EdgeCloudSim poskytuje simulační prostředí specifické pro Edge Computing scénáře, kde je možné provádět experimenty, které považuje i výpočetní a síťové zdroje. EdgeCloudSim je založen na CloudSim ale přidává některé další funkce, jako je modelování sítě specifické pro WLAN a WAN, zařízení mobility model, realistické a laditelné generátory zatížení.

EdgeCloudSim byl vyvinut Cagatay Sonmez a tým na NETLAB (Počítačové Sítě Research Laboratory) v Oddělení Počítačové techniky, Bogazici University, Istanbul, Turecko.

stáhnout a více informací lze nalézt v projektu GitHub.

CloudSim Automation: Pro člověka Čitelný Scénář Specifikace forAutomated Vytvoření Simulace na CloudSim

CloudSim Automatizace je Java nástroj příkazového řádku založené na CloudSimand CloudReports třídy, který je schopen číst specifikace ofCloudSim simulace scénáře z YAML, velmi lidské readabledata formátu. Simulační scénáře mohou být napsány uvnitř YAML Fileand Cloud Automation Tool čte tyto simulační scénáře, createsand spustí je na CloudSim.

nástroj uvolňuje výzkumníky o potřebě psát Java kód justto spustit simulační scénáře. Tímto způsobem, může být pozornost zaměřena na problém je třeba řešit, jako je vytváření nových algoritmů toload vyrovnávání, nový virtuální stroj plánování politiky, VM umístění, resource provisioning, pracovní zátěž, predikce, konsolidace serverů,energetické účinnosti, snižování nákladů a tak dále.

hlavní přínosy této práce jsou:

1. aby se zabránilo programování na vytvoření CloudSim simulationenvironments;
2. snížit křivku učení na vytvoření CloudSim simulationscenarios;
3. usnadnit a automatizovat CloudSim simulace environmentscreation;
4. použít pro člověka čitelný formát souboru zadat cloud simulationscenarios a urychlit tak simulace procesu fáze;
5. povolit opakované použití, rozšíření a sdílení simulací scénářů.

kód lze stáhnout z GitHubu. Pro více informací kontaktujte Dr. Manoel Campos daSilva Filho.

WorkflowSim

WorkflowSim rozšiřuje CloudSim simulation toolkit zavedením podpory pracovního postupu, příprava a provedení s provedení zásobníku ofworkflow parser, workflow engine a plánovač úloh. Podporuje vícevrstvý model poruch a zpoždění, ke kterým dochází v různých úrovních systémů workflowmanagement. V WorkflowSim byla implementována řada populárních algoritmů plánování pracovních postupů (např. Parametry se přímo učí ze stop skutečných výkonůkteré byly provozovány systémy řízení pracovních postupů, jako je Pegasus.WorkflowSim byl vyvinut Weiwei Chen a tým na University of SouthernCalifornia, USA.

stáhnout a více informací lze nalézt v Github projektu.

Cloud2Sim

Cloud2Sim navrhuje distribuované souběžné architektury toCloudSim simulací. Využití Hazelcast in-memory data grid,CloudSim je rozšířena na více instancí provést Cloudletand VM zatížení z více uzlů, a předložit je, aby theDatacenterBroker, při provádění základní simulační segmenty thatcannot být distribuovány z hlavní Cloud2Sim stupně. Navíc, adaptivní architektura je navržena a prováděna tak, aby elasticky stupnice zdroje dostupné na simulace, s Cloud2Simmonitoring vlákno běží na samostatném Hazelcast clusteru. Cloud2Simwork byl vyvinut Pradeebanem Kathiravelu a Luisem Veigou, atINESC-ID Lisboa, Universidade de Lisboa, Portugalsko.

stáhnout a více informací naleznete na stránce Sourceforge projektu.

SimpleWorkflow

Jedná se o jednoduchý balíček obsahující třídy, které pomáhají při simulatingworkflows na CloudSim. To není tak komplexní jako WorkflowSim, ale itutilizes stejné soubory popisu pracovního zatížení než WorkflowSim.

Stáhněte si SimpleWorkflow zde.

DynamicCloudSim

Výkon nestability, které se běžně vyskytují v non-jednotné a sharedinfrastructures jako výpočetní mraky bylo opakovaně pozorováno tostrongly vliv runtime aplikací. DynamicCloudSim extendsthe CloudSim simulation toolkit zavedením modelů pro (1)různorodost při výkonu výpočetních zdrojů, (2)nejistota v a dynamické změny výkonu virtuálních strojů,a (3) opozdilce stroje a chyby během provádění úlohy.

Kromě toho, DynamicCloudSim zavádí jemnozrnné po výpočetní zdroje, což umožňuje simulaci executingdifferent druhy aplikací (CPU, I/O-komunikace-bound) onmachines s různými charakteristikami. Jako vstupní bod o na workflow plánování, DynamicCloudSim poskytuje funkce pro simulaci provádění vědeckých postupů usingdifferent dobře zavedené plánovače.

DynamicCloudSim byl vyvinut Marc Bux na Humboldtově univerzitě v Berlíně, Německo. Ke stažení je k dispozici na projectwebsite v kódu Google. Pro dotazy a připomínky, prosím, contactbux (v) informatik.hu-berlin.de.

RealCloudSim

RealCloudSim je simulátor přidělování virtuálních strojů na základě hlavní motor CloudSim projektu. RealCloudSim poskytuje grafické rozhraníčíst síťové topologie založené na formátu BRITE. RealCloudSim také používá vlastní engine pro simulaci alokace založené na Genetických Algoritmech, Smíšené IntegerProgramming s Lingo software, sítě a simulace založené na NS2 (NetworkSimulator 2). Na konci každé simulace se vygeneruje kompletní zpráva.

RealCloudSim byl vyvinut Lucio Agostinho Rocha a tým na StateUniversity of Campinas, Brazílie.

pochybnosti a návrhy mohou být e-mailem tooutrosdiasvirao na yahoo dot com dot br. Stáhnout a další informace mohou býtna stránce projektu na SourceForge.

Clouddreports

Clouddreports je grafický nástroj, který simuluje distribuované výpočetní prostředí založené na paradigmatu Cloud computingu. Využívá CloudSim jako itssimulation motoru a poskytuje snadno použitelné uživatelské rozhraní, zpráva generationfeatures a vytváření rozšíření v plugin způsobem.

Clouddreports byl vyvinut společností Thiago Sa a týmem na Federální univerzitě v Ceara v Brazílii.

stáhnout a více informací lze nalézt v projektu github.

CloudAuction

To funguje rozšiřuje Cloudsim tím, že rozvíjí package library že enablesCloudSim zvládnout aukce-based služeb. Hlavním cílem tohoto výzkumu je implementovat mechanismy založené na aukcích v Cloudsim. Pro testování knihovny balíčků byl zaveden nový tržní mechanismus pro efektivní přidělování služeb účastníkům na základě principu kombinatorické dvojité aukce. Mechanismus zohledňuje relevantní atributy použitelné v prostředích Cloud computingu ve prospěch a spokojenost uživatelů i poskytovatelů. V této knihovně balíčků, theaukce se koná na základě nákladů na CPU MIPS a zbytkových charakteristik(šířka pásma, velikost RAM atd.) jsou považovány na straně VM, pokud odpovídají požadavku.

CloudAuction byl vyvinut Youness Teimoury(QIAU) a Parnia Samimi (UKM).

Stáhnout: CloudAuctionV2. 0.zip (vydáno 25. března 2013).

CloudMIG Xpress

CloudMIG Xpress usnadňuje srovnání a plánování phasesconcerning migrace software, systémy pro PaaS nebo IaaS-založené Cloudenvironments. Kód modely mohou být extrahovány z Java-based software(1) model současného nasazení systému a rozšířit ji s presentworkload profil, (2) porovnat kompromisy, které mají být provedeny fordifferent cloud možnosti nasazení, a (3) automaticky transformovat system model do CloudSim model povolit integrované simulace ofvarious cloud nasazení možnosti týkající se budoucí náklady, odezvy,a SLA porušení.

CloudMIG Xpress byl vyvinut Soren Frey,Florian Fittkau,a tým na Software Engineering Group, Kiel Univerzity, Kiel, Německo.

stáhnout a více informací: Projekt na Sourceforge.

FederatedCloudSim

FederatedCloudSim (FCS) je univerzální a flexibilní rozšíření CloudSim rámce. To umožňuje velké množství experimentů cloud federace. FCS podporuje Sla a nabízí tři úrovně plánování přístupu pro VMs (v datových centrech, mezi datová centra téhož poskytovatele cloudových služeb (CSP) a mezi Csp v federace). FCS také nabízí flexibilní finanční model pro analýzu dopadu různých strategií plánování na příjmy a zisk CSP a aukční platformu pro výměnu VM.

FederatedCloudSim byl vyvinut vědci z Technické univerzity v Dortmundu v Německu. Podrobnosti, podívejte se na web FederatedCloudSim.

CloudAnalyst

Cloud Analytika je nástroj, který byl vyvinut na University of Melbourne whosegoal je podpora hodnocení sociálních sítích nástroje podle togeographic rozdělení uživatelů a datových center. V tento nástroj,komunit uživatelů a datových center na podporu sociální sítě jsou charakterizovány a, na základě jejich umístění; parametry jako userexperience při používání sociální sítě, aplikace a zatížení na data center jsou získávány/přihlášení.

Stáhnout: CloudAnalyst.zip (vydáno 26. listopadu 2009).

Členy Projektového Týmu

Aktivní Členové:

• Rajkumar Buyya
• Sara Kardani Moghaddamové
• Shashikant Ilager
• TianZhang
• Amanda Jayanetti

Bývalých Členů a Spolupracovníků:

• Rodrigo N. Calheiros
• Rajiv Ranjan
• Anton Beloglazov
• Nikolay Grozev
• Saurabh Garg
• Sareh Fotuhi Piraghaj
• Marcos Dias de Assuncao
• Bhathiya Wickremasinghe
• Jungmin Jay Syn

Software License

Na CloudSim Toolkit software je uvolněn jako Open Source pod licencí Apache Verze 2.0.
Copyright the CLOUDS Lab, University of Melbourne, 2009-k dnešnímu dni.

publikace

• Jungmin Son and Rajkumar Buyya, CloudSimSDN-NFV: Modelování a simulace virtualizace síťových funkcí a řetězení servisních funkcí v okrajových výpočetních prostředích, SPE (v recenzi).
• Jungmin Syna a Rajkumar Buyya, Prioritou-aware VM Rozdělení a šířku Pásma Sítě, Poskytování Software-Defined Networking (SDN)-povoleno Mraky, IEEE transactions on Udržitelné Výpočetní techniky (T-SUSC), Svazek 4, Číslo 1, Strany: 17-28, ISSN: 2377-3782, IEEE Computer Society Press, USA, leden-Březen 2019.
• Sareh Fotuhi Piraghaj, Amir Vahid Dastjerdi, Rodrigo N. Calheiros, a Rajkumar Buyya, ContainerCloudSim: Prostředí pro Modelování a Simulace Kontejnerů v Cloudových Datových Center, Software: Praxe a Zkušenosti, Svazek 47, Číslo 4, počet Stran: 505-521, ISSN: 0038-0644, Wiley Press, New York, USA, duben 2017.
• Saurabh Kumar Garg a Rajkumar Buyya, NetworkCloudSim: Modelování Paralelních Aplikací v Cloud Simulace,Řízení 4 IEEE/ACM International Conference on Utility a CloudComputing (UCC 2011, IEEE CS, Press, USA), Melbourne, Austrálie, prosinec 5-7,2011.
• Rodrigo N. Calheiros, Rajiv Ranjan, Anton Beloglazov, Cesar A. F. DeRose, a Rajkumar Buyya, CloudSim: sada Nástrojů pro Modelování andSimulation Cloud Computing Prostředí a Hodnocení ResourceProvisioning Algoritmy, Software: Praxe a Zkušenosti (SPE), Svazek 41, Číslo 1, Strany: 23-50, ISSN: 0038-0644, Wiley Press, New York, USA, leden 2011.
• Bhathiya Wickremasinghe, Rodrigo N. Calheiros, Rajkumar Buyya, CloudAnalyst: A CloudSim základě Vizuální Modelář pro Analýzu CloudComputing Prostředí a Aplikací, Řízení 24thInternational Konference o Pokročilých Informačních Sítí aaplikace (AINA 2010), Perth, Austrálie, duben 20-23, 2010.
• Rajkumar Buyya, Rajiv Ranjan a Rodrigo N. Calheiros, Modelování a Simulace Škálovatelné Cloud Computing Prostředí a CloudSim Toolkit: Výzvy a Příležitosti, Sborník 7. Vysoký Výkon Výpočetní a Simulační Konference (HPCS 2009, ISBN: 978-1-4244-4907-1, IEEE Press, New York, USA), Lipsko, Německo, 21. -24. června 2009.

Některé publikace pomocí CloudSim výsledky

• Anton Beloglazov, a Rajkumar Buyya, Optimální on-Line Deterministické Algoritmy a AdaptiveHeuristics pro Energii a Výkon Efektivní Dynamické Konsolidace ofVirtual Stroje v Cloudu, Datových Center, Souběžnosti a Výpočet:Praxi a Zkušenosti, Volume 24, Issue 13, Stránky: 1397-1420, John Wiley& Synové, Ltd, New York, USA, 2012
• Rodrigo Calheiros, Rajiv Ranjan a Rajkumar Buyya, Virtuální MachineProvisioning na Základě Analytické funkce a QoS v Cloud ComputingEnvironments, Sborník 40. Mezinárodní Konference o ParallelProcessing (ICPP 2011), Taipei, Taiwan, october 13-16, 2011.
• Linlin Wu, Saurabh Kumar Garg a Rajkumar Buyya, SLA na bázi ResourceAllocation pro Software jako Poskytovatel Služeb v Cloud Computing Prostředí,Sborník z 11 IEEE/ACM International Symposium on Cluster, Cloud andGrid Computing (CCGrid 2011), Los Angeles, spojené státy, Může 23-26, 2011.
• Adel Nadjaran Toosi, Rodrigo N. Calheiros, Ruppa K. Thulasiran, Rajkumar Buyya,Zdroje Dotační Politiky pro Zvýšení IaaS Poskytovatele Zisk v FederatedCloud Prostředí, Sborník z 13. Mezinárodní Konference na Vysoké Performanceand Komunikace (HPCC 2011), Banff, Kanada, září 2-4, 2011.
• Anton Beloglazov a Rajkumar Buyya, energeticky efektivní alokace virtuálních strojů v cloudových datových centrech. Sborník 10th IEEE / ACM International Symposium on Cluster, Cloud and Grid Computing (CCGrid 2010), Melbourne, Austrálie, Květen 17-20, 2010.
• Rodrigo N. Calheiros, Rajkumar Buyya, Cesar A. F. De Rose, Stavební anautomatizované a self-konfigurovatelné emulace testbed pro grid aplikací.International Journal of Software: Practice and Experience, Volume 40, Issue 5, Pages: 405-429, Wiley Press, USA, April 2010.
• Kyong Hoon Kim, Anton Beloglazov, and Rajkumar Buyya, Power-aware Provisioning of Cloud Resources for Real-time Services. Sborník 7. mezinárodního workshopu o middlewaru pro sítě, mraky a e-vědu, Urbana Champaign, Illinois, USA: ACM, 2009.
• Rodrigo N. Calheiros, Rajkumar Buyya, Cesar A. F. De Rose, AHeuristic pro Mapování Virtuálních Strojů a Odkazy v Emulaci Testbeds,Sborník 38. Mezinárodní Konference o Paralelní Zpracování(ICPP 2009), Vídeň, Rakousko, září 22 až 25, 2009.

• nejnovější seznam naleznete v dokumentech odkazujících/používajících CloudSim podle Google Scholar