CloudSim: en ramme for modellering og simulering af Cloud Computing infrastrukturer og tjenester

by Posted on

introduktion

for nylig opstod cloud computing som den førende teknologi til leveringpålidelige, sikre, fejltolerante, bæredygtige og skalerbare beregningstjenester, der præsenteres som programmer, infrastruktur eller Platformstjenester (SaaS, IaaS, PaaS). Desuden kan disse tjenester tilbydes i private datacentre (private skyer), kan kommercielt tilbydes til kunder (offentlige skyer), eller alligevel er det muligt, at både offentlige og private skyer kombineres i hybridskyer.

disse allerede brede økosystem af skyarkitekturer sammen med den stigende efterspørgsel efter energieffektive IT-teknologier kræver rettidige, gentagelige og kontrollerbare metoder til evaluering af algoritmer, applikationer og politikker inden den faktiske udvikling af cloud-produkter.Fordi udnyttelsen af reelle testsenge begrænser eksperimenterne til testbed ‘ ens omfang og gør gengivelsen af resultater yderst vanskelig, er alternative tilgange til test og eksperimentering gearet til udvikling af nye skyteknologier.

et egnet alternativ er brugen af simuleringsværktøjer, somåbner muligheden for at evaluere hypotesen forud for programudvikling i et miljø, hvor man kan reproducere tests. Specifikt i tilfælde af Cloud computing, hvor adgang til infrastrukturen medfører betalinger i reel valuta, giver simuleringsbaserede tilgange betydelige fordele, da det giver Cloud-kunder mulighed for at teste deres tjenester i gentageligt og kontrollerbart miljø uden omkostninger og til at indstille præstationsflaskehalse, før de implementeres på rigtige skyer. På udbydersiden tillader simuleringsmiljøer evaluering af forskellige former for ressource leasing scenarier under varierende belastning og prisfordeling. Sådanne undersøgelser kan hjælpe udbyderne med at optimere ressourceadgangsomkostningerne med fokus på at forbedre overskuddet. I mangel af sådanne simuleringsplatforme skal Cloud-kunder og-udbydere enten stole på teoretiske og upræcise evalueringer eller på forsøg og fejl-tilgange, der fører til ineffektiv serviceydelse og indtægtsgenerering.

det primære mål med dette projekt er at tilvejebringe en generaliseret og udvidelig simuleringsramme, der muliggør problemfri modellering, simulering og eksperimentering af nye Cloud computing-infrastrukturer og applikationstjenester. Ved at bruge CloudSim kan forskere og branchebaserede udviklere fokusere på specifikke systemdesignproblemer, som de ønsker at undersøge, uden at blive bekymrede over de lave niveau detaljer relateret til skybaserede infrastrukturer og tjenester.

Hovedfunktioner

oversigt over CloudSim-funktionaliteter:

  • støtte til modellering og simulering af storskala Cloud computing datacentre
  • støtte til modellering og simulering af virtualiserede serverværter med tilpassede politikker til klargøring af værtsressourcer til virtuelle maskiner
  • støtte til modellering og simulering af applikationscontainere
  • støtte til modellering og simulering af energibevidste beregningsressourcer
  • støtte til modellering og simulering af datacenter netværk topologier og besked-passing applikationer
  • støtte til modellering og simulering af Federated skyer
  • støtte til dynamisk indsættelse af simuleringselementer, stop og genoptagelse af simulering
  • støtte til brugerdefinerede politikker for tildeling af værter til virtuelle maskiner og politikker for tildeling af værtsressourcer til virtuelle maskiner

dokumentation

  • et online kursus om CloudSim, som inkluderer videoer, udviklet af Anupinder Singh fra Indien.
  • eksempler
  • Release Notes
  • installation og drift af CloudSim (README)
  • Changelog
  • containere i CloudSim

Hent

CloudSim-pakken, der indeholder kildekoden, eksempler, krukker og APIdocumentation, kan hentes fra CloudSim-hjemmesiden på GitHub:

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

kode fra papiret: Tom Guerout, Thierry Monteil, Georges Da Costa, Rodrigo N. Calheiros, Rajkumar Buyya, Mihai Aleksandru. Energibevidst simulering med DVFS.Simuleringsmodelleringspraksis og teori, bind 39, side 76-91, December 2013.

CloudSim_DVFS.rar

diskussionsgruppe (postliste)

iFogSim

iFogSim muliggør modellering og simulering af Tågeberegningsmiljøer til evaluering af ressourcestyring og planlægningspolitikker på tværs af kant-og skyressourcer under forskellige scenarier. Simulatoren understøtter evaluering af ressourceforvaltningspolitikker med fokus på deres indvirkning på latenstid (aktualitet), energiforbrug,overbelastning af nettet og driftsomkostninger. Det simulerer edge-enheder, cloud-datacentre og Netværksforbindelser for at måle præstationsmålinger. Den største applikationsmodel understøttet af iFogSim er theSense-Process-Actuate model. I sådanne modeller offentliggør sensorer data til IoT-netværk, applikationer, der kører på Tågeenheder, abonnerer på og behandler data, der kommer fra sensorer, og til sidst overføres de opnåede indsigter til handlinger, der videresendes til aktuatorer.

Hent iFogSim her. Mere information kan findes i vores SPE papir.

Cloudsimeks

målet med Cloudsimeks-projektet er at udvikle et sæt udvidelser til CloudSim-simulatoren. De udvidelser, der viser sig at være værdige, vil blive fusioneret med CloudSim senere.

Bemærk! Disse udvidelser understøttes ikke officielt af CloudSim-teamet, før Deer integreret med CloudSim.

i øjeblikket Cloudsimeks funktioner:

  1. sessionsmodellering;
  2. bedre logningsværktøjer;
  3. hjælpeprogrammer til generering af CSV-filer til statistisk analyse;
  4. automatisk id-generering;
  5. hjælpeprogrammer til at køre flere eksperimenter parallelt;
  6. MapReduce simulering.

EdgeCloudSim

EdgeCloudSim giver et simuleringsmiljø, der er specifikt for Edge Computing-scenarier, hvor det er muligt at gennemføre eksperimenter, der overvejer både beregnings-og netværksressourcer. EdgeCloudSim er baseret på CloudSim, men tilføjer nogle ekstra funktionaliteter, såsom netværksmodellering, der er specifik for NETVÆRKSMODELLERING, enhedsmobilitetsmodel, realistisk og indstillelig belastningsgenerator.

EdgeCloudSim er udviklet af Cagatay Sonme og team på NETLAB (Computer Netværk Research Laboratory) i Institut for Computer Engineering, Bogasici University, Istanbul, Tyrkiet.

Hent og mere information kan findes i projektets GitHub.

CloudSim Automation: Menneskelig læsbar Scenariespecifikation forautomatiseret oprettelse af simuleringer på CloudSim

CloudSim Automation er et Java-kommandolinjeværktøj baseret på CloudSimand CloudReports-klasser, der er i stand til at læse specifikationer for cloudsim-simulationsscenarier fra en YAML-fil, et meget menneskeligt læsbart dataformat. Simulationsscenarier kan skrives inde i en YAML-filog Cloud Automation Tool læser disse simulationsscenarier, skaberog kører dem på CloudSim.

værktøjet frigiver forskere om behovet for at skrive Java-kode bareat køre simulationsscenarier. På denne måde kan opmærksomheden fokuseres på det problem, der skal løses, såsom oprettelse af nye algoritmer til belastningsbalancering, nye politikker for planlægning af virtuelle maskiner, VM-placering, ressourceforsyning, forudsigelse af arbejdsbyrde,serverkonsolidering, energieffektivitet, omkostningsreduktion og så videre.

de vigtigste bidrag fra dette arbejde er:

  1. for at undgå programmering om oprettelse af CloudSim simulationenvironments;
  2. for at reducere indlæringskurve om oprettelse af CloudSim simulationscenarier;
  3. for at lette og automatisere CloudSim simulation environments;
  4. at bruge et menneskeligt læsbart filformat til at specificere cloud simulationscenarier og fremskynde en sådan simuleringsprocesfase;
  5. for at tillade genbrug, udvidelse og deling af simuleringsscenarier.

koden kan hentes fra GitHub. For mere information kontakt venligst Dr Manoel Campos Dasilva Filho.

Arbejdsprocesssim

Arbejdsprocesssim udvider CloudSim simulation toolkit ved at indføre supportaf arbejdsgang forberedelse og udførelse med en implementering af en stak af arbejdsgang parser, arbejdsgang motor og job scheduler. Det understøtter en flerlagsmodel af fejl og forsinkelser, der opstår i de forskellige niveauer af arbejdsgangstyringssystemerne. En række populære arbejdsgangsplanlægningsalgoritmer (f.eks. HEFT,Min-Min og maks. Min) og opgaveklyngealgoritmer er blevet implementereti Arbejdsgangsim. Parametre læres direkte af spor af reelle udførelserder blev kørt af arbejdsgangsstyringssystemer som Pegasus.Arbejdsprocessensim er udviklet af Chen og team ved University of SouthernCalifornia, USA.

Hent og mere information kan findes iprojektets Github.

Cloud2Sim

Cloud2Sim foreslår en distribueret samtidig arkitektur toCloudSim simuleringer. Udnyttelse Hassel cast in-memory data grid, CloudSim udvides til at have flere forekomster udføre cloudlet og VM arbejdsbyrder fra flere noder, og sende dem til theDatacenterBroker, mens du udfører de centrale simulation segmenter, derkan ikke distribueres fra master Cloud2Sim instans. Desuden er en adaptiv arkitektur designet og implementeret for elastisk at skalere de ressourcer, der stilles til rådighed for simuleringen, med en Cloud2Simmonitoring-tråd, der kører på en separat Hasselstøbt klynge. Cloud2simarbejde blev udviklet af Pradeeban Kathiravelu og Luis Veiga, Atinesc-id Lisboa, Universidade De Lisboa, Portugal.

Hent og mere information kan findes på projektets Sourceforge side.

Simplearbejdsstrøm

dette er en simpel pakke, der indeholder klasser, der hjælper med at simulerearbejdsstrømme på CloudSim. Dette er ikke så omfattende som Arbejdsprocessim, men detudnytter de samme arbejdsbyrdebeskrivelsesfiler end Arbejdsprocessesim.

Hent Simplearbejdsstrøm her.

DynamicCloudSim

Præstationsinstabilitet, der almindeligvis opstår i ikke-ensartede og deledeinfrastrukturer som beregningsskyer, er gentagne gange blevet observeret tilstærk indflydelse på applikationernes runtime. DynamicCloudSim udvider CloudSim simulation toolkit ved at indføre modeller for (1)heterogenitet i udførelsen af beregningsmæssige ressourcer, (2)usikkerhed i og dynamiske ændringer i udførelsen af virtuelle maskiner,og (3) straggler maskiner og fejl under opgaven udførelse.

desuden introducerer DynamicCloudSim en finkornet repræsentation af beregningsressourcer, hvorved simulering af udførelse af forskellige former for applikationer (CPU -, I/O-, kommunikationsbundet) på maskiner med forskellige ydeevneegenskaber. Som et indgangspunkt for forskning i arbejdsplanlægning giver DynamicCloudSim denfunktionalitet til at simulere udførelsen af videnskabelige arbejdsgange ved hjælp af forskellige veletablerede planlæggere.

DynamicCloudSim er udviklet af Marc. Overførslen er tilgængelig på projektsiden på Google Code. For spørgsmål og forslag, kontakt venligst (at) informatik.hu-berlin.de.

RealCloudSim

RealCloudSim er en simulator af tildelinger af virtuelle maskiner baseret påhovedmotor af CloudSim-projektet. RealCloudSim giver en grafisk grænsefladeat læse netværkstopologier baseret på BRITE-formatet. RealCloudSim bruger også sin egen motor til at simulere tildelinger baseret på genetiske algoritmer, blandet Heltalprogrammering med Lingo-programmer og netværkssimuleringer baseret på NS2 (Netværksimulator 2). En komplet rapport genereres i slutningen af hver simulering.

RealCloudSim er udviklet af Lucio Agostinho Rocha og team på StateUniversity of Campinas, Brasilien.

tvivl og forslag kan e-mailes tooutrosdiasvirao på yahoo dot com dot br. Hent og mere information kan befundet i projektet side på SourceForge.

CloudReports

CloudReports er et grafisk værktøj, der simulerer distribueret computingenvironments baseret på Cloud Computing paradigme. Det bruger CloudSim som sinsimulation motor og giver en nem at bruge brugergrænseflade, rapport generationfunktioner og oprettelse af udvidelser i et plugin mode.

CloudReports er udviklet af Thiago Sa og team ved Federal University of Ceara, Brasilien.

Hent og mere information kan findes i projektets github.

CloudAuction

dette arbejde udvider Cloudsim ved at udvikle et pakkebibliotek, der gør det muligt for cloudsim at håndtere auktionsbaserede tjenester. Hovedformålet med denne forskning ergennemførelse af auktionsbaserede mekanismer i Cloudsim. For at teste pakkebiblioteket blev der indført en ny markedsmekanisme til effektiv tildeling af tjenester til deltagere baseret på det kombinatoriske dobbeltauktionsprincip. Mekanismen overvejer de relevante attributter, der gælder i Cloud computing-miljøer til fordel og tilfredshed for både brugere og udbydere. I dette pakkebibliotek afholdes theauction baseret på omkostninger til CPU MIPS og remainig-egenskaberne(båndbredde, RAM-størrelse osv.) betragtes på VM side, hvis de matcher anmodningen.

CloudAuction er udviklet af Youness Teimoury og Parnia Samimi(UKM).

Hent: CloudAuctionV2.0.lynlås (udgivet den 25. marts 2013).

CloudMIG-Tryk

CloudMIG-Tryk Letter sammenlignings-og planlægningsfaserne i forbindelse med migrering af programmelsystemer til PaaS eller IaaS-baserede Cloudenvironments. Kodemodeller kan udvindes fra Java – baserede programmer for at (1) modellere den aktuelle systemudrulning og udvide den med en nuværende arbejdsbelastningsprofil, (2) sammenligne de afvejninger, der skal foretages for forskellige cloud-implementeringsmuligheder, og (3) automatisk omdanne systemmodellen til en CloudSim-model for at muliggøre integreret simulering af forskellige cloud-implementeringsmuligheder vedrørende fremtidige omkostninger,responstider og SLA-overtrædelser.

CloudMIG er udviklet af Søren Frey,Florian Fittkau,og et team ved Kiel University, Kiel, Tyskland.

Hent og mere information: projekt på Sourceforge.

FederatedCloudSim

FederatedCloudSim (FCS) er en alsidig og fleksibel udvidelse til CloudSim-rammen. Det giver mulighed for en lang række cloud federation eksperimenter. FCS understøtter SLA ‘er og tilbyder en planlægningsmetode på tre niveauer for VM’ er (i datacentre, mellem datacentre fra den samme cloud service provider (CSP) og mellem CSP ‘ er i en føderation). FCS tilbyder også en fleksibel økonomisk model til analyse af virkningen af forskellige planlægningsstrategier på CSP-indtægter og fortjeneste og en auktionsplatform til VM-udveksling.

FederatedCloudSim er udviklet af forskere fra Technical University of Dortmund, Tyskland. For detaljer, tjek venligst FederatedCloudSim hjemmeside.

CloudAnalyst

Cloud Analyst er et værktøj udviklet ved University of Melbourne, sommål er at støtte evaluering af sociale netværk værktøjer i henhold tilgeografisk distribution af brugere og datacentre. I dette værktøj karakteriseres samfund af brugere og datacentre,der understøtter de sociale netværk, og baseret på deres placering; parametre som f.eks brugeroplevelse, mens du bruger det sociale netværksapplikation og belastning pådatacenter opnås/logges.

Hent: CloudAnalyst.lynlås (udgivet den 26. November 2009).

projektteammedlemmer

aktive medlemmer:

  • Rajkumar Buyya
  • Sara Kardani Moghaddam
  • Shashikant Ilager
  • Tianjang He
  • Amanda Jayanetti

tidligere medlemmer og samarbejdspartnere:

  • Rodrigo N. Calheiros
  • Rajiv Ranjan
  • Anton Beloglasov
  • Nikolay Grosev
  • Saurabh Garg
  • Sareh Fotuhi Piraghaj
  • Marcos dias de Assuncao
  • Bhathiya Vægmonteringhe
  • Jungmin Jay Son

Programlicens

Cloudsim Toolkit-programmet frigives som open source under Apache Version 2.0-licensen.
Copyright skyerne Lab, universitetet i Melbourne, 2009 – til dato.

publikationer

  • Jungmin Son og Rajkumar Buyya, CloudSimSDN-NFV: Modellering og simulering af netværksfunktion virtualisering og servicefunktion kæde i Edge Computing miljøer, SPE (i gennemgang).
  • Jungmin Son og Rajkumar Buyya, Prioritetsbevidst VM-tildeling og klargøring af netværksbåndbredde i Clouds, IEEE Transactions on Sustainable Computing (t-SUSC), Bind 4, nummer 1, sider: 17-28, ISSN: 2377-3782, IEEE Computer Society Press, USA, januar-marts 2019.
  • Sareh Fotuhi Piraghaj, Amir Vahid Dastjerdi, Rodrigo N. Calheiros og Rajkumar Buyya, ContainerCloudSim: Et miljø til modellering og simulering af containere i Cloud-datacentre, programmel: praksis og erfaring, bind 47, nummer 4, sider: 505-521, ISSN: 0038-0644, Viley Press, Ny York, USA, April 2017.
  • Saurabh Kumar Garg og Rajkumar Buyya, Netværkscloudsim: modellering af parallelle applikationer i Skysimuleringer,Proceedings of the 4th IEEE/ACM International Conference on Utility and CloudComputing (UCC 2011, IEEE CS Press, USA), Melbourne, Australien, 5.-7. December 2011.
  • Rodrigo N. Calheiros, Rajiv Ranjan, Anton Beloglasov, Cesar A. F. Derose, og Rajkumar Buyya, CloudSim: et værktøjssæt til modellering og simulering af Cloud Computing miljøer og evaluering af ressourcer, praksis og erfaring (SPE), bind 41, nummer 1, sider: 23-50, ISSN: 0038-0644, Viley Press, Ny York, USA, januar, 2011.
  • Bhathiya Varemager, Rodrigo N. Calheiros, Rajkumar Buyya, CloudAnalyst: En CloudSim-baseret visuel model til analyse af CloudComputing miljøer og applikationer, Proceedings of the 24thinternational Conference on Advanced Information netværk and applications (AINA 2010), Perth, Australien, April 20-23, 2010.
  • Rajkumar Buyya, Rajiv Ranjan og Rodrigo N. Calheiros, modellering og simulering af skalerbare Cloud Computing-miljøer og CloudSim Toolkit: udfordringer og muligheder, Proceedings of the 7th High Performance Computing and Simulation Conference (HPCS 2009, ISBN: 978-1-4244-4907-1, IEEE Press, Ny York, USA), Tyskland, 21.-24. juni 2009.

nogle publikationer, der bruger CloudSim-resultater

  • Anton Beloglasov og Rajkumar Buyya, optimale online deterministiske algoritmer og Adaptiveheuristik til energi og ydeevne effektiv dynamisk konsolidering afvirtuelle maskiner i Cloud – datacentre, samtidighed og beregning: praksis og erfaring, bind 24, udgave 13, sider: 1397-1420, John Viley& Sons, Ltd, Ny York, USA, 2012
  • Rodrigo Calheiros, Rajiv Ranjan og Rajkumar Buyya, Virtual MachineProvisioning baseret på analytisk ydeevne og kvalitetssikring i Cloud ComputingEnvironments, Proceedings of the 40th International Conference on ParallelProcessing (ICPP 2011), Taipei, Taipei, September 13-16, 2011.
  • Linlin, Saurabh Kumar Garg og Rajkumar Buyya, SLA-baseret ressourceallokering til et program som tjenesteudbyder i Cloud Computing-miljøer, Proceedings of the 11th IEEE / ACM International Symposium on Cluster, Cloud andGrid Computing (CCGrid 2011), Los Angeles, USA, 23.-26. maj 2011.
  • Adel Nadjaran Toosi, Rodrigo N. Calheiros, Ruppa K. Thulasiran, Rajkumar Buyya, Ressourceforsyningspolitikker for at øge IaaS-udbyderens fortjeneste i et FederatedCloud-miljø, Proceedings of the 13rd International Conference on High Performanceand Communications (HPCC 2011), Banff, Canada, 2.-4. September 2011.
  • Anton Beloglasov og Rajkumar Buyya, energieffektiv tildeling af virtuelle maskiner i Cloud-datacentre. Proceedings of the 10th IEEE / ACM International Symposium on Cluster, Cloud and Grid Computing (CCGrid 2010), Melbourne, Australien, 17.-20. maj 2010.
  • Rodrigo N. Calheiros, Rajkumar Buyya, Cesar A. F. De Rose, bygning anautomated og selvkonfigurerbare emulering testbed til grid applikationer.International tidsskrift: praksis og erfaring, Bind 40, udgave 5, sider: 405-429, April 2010.
  • Kyong Hoon Kim, Anton Beloglasov og Rajkumar Buyya, Magtbevidst levering af Cloud-ressourcer til Realtidstjenester. Forløbet af det 7. internationale værksted om mellemvare til Grids, Clouds og e-Science, Urbana Champaign, Illinois, USA: ACM, 2009.
  • Rodrigo N. Calheiros, Rajkumar Buyya, Cesar A. F. De Rose, Aheuristisk til kortlægning af virtuelle maskiner og Links i Emuleringstest,Proceedings of the 38th International Conference on Parallel Processing(ICPP 2009), Vienna, Østrig, September 22-25, 2009.

  • for seneste liste, se papirer, der henviser/bruger CloudSim som pr Google Scholar

Published by admin

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.