CloudSim: a Cloud Computing infrastruktúrák és szolgáltatások modellezési és szimulációs keretrendszere

Bevezetés

a közelmúltban a cloud computing a megbízható, biztonságos, hibatűrő, fenntartható és skálázható számítási szolgáltatások vezető technológiájává vált, amelyeket szoftver, infrastruktúra vagy Platformszolgáltatásként (SaaS, IaaS, PaaS) mutatnak be. Ezen túlmenően ezek a szolgáltatások magán adatközpontokban (magánfelhők), kereskedelmi forgalomban is elérhetők az ügyfelek számára (nyilvános felhők), vagy mégis lehetséges, hogy mind a nyilvános, mind a magánfelhők hibrid felhőkben vannak kombinálva.

a felhőarchitektúrák már most is széles körű ökoszisztémája, valamint az energiahatékony informatikai technológiák iránti növekvő kereslet időszerű, megismételhető és ellenőrizhető módszereket igényel az algoritmusok,alkalmazások és politikák értékeléséhez a felhőtermékek tényleges fejlesztése előtt.Mivel a valódi tesztágyak hasznosítása a kísérleteket a tesztágy méretére korlátozza, és az eredmények reprodukálását rendkívül nehézzé teszi, a tesztelés és a kísérletezés alternatív megközelítései új Felhőtechnológiák kifejlesztését eredményezik.

megfelelő alternatíva a szimulációs eszközök hasznosítása, amelymegnyitja a hipotézis értékelését a szoftverfejlesztés előtt olyan környezetben, ahol a teszteket reprodukálni lehet. Különösen a felhőalapú számítástechnika esetében, ahol az infrastruktúrához való hozzáférés valós pénznemben történik, a szimulációalapú megközelítések jelentős előnyökkel járnak, mivel lehetővé teszik a felhőalapú ügyfelek számára, hogy szolgáltatásaikat megismételhető és ellenőrizhető környezetben ingyenesen teszteljék, és a valós felhőkön történő telepítés előtt hangolják be a teljesítmény szűk keresztmetszeteit. A szolgáltatói oldalon a szimulációs környezetek lehetővé teszik a különböző típusú erőforrás-lízing forgatókönyvek értékelését változó terhelés és áreloszlás mellett. Az ilyen tanulmányok segíthetik a szolgáltatókat az erőforrás-hozzáférési költségek optimalizálásában, a nyereség javítására összpontosítva. Ilyen szimulációs platformok hiányában a felhőalapú ügyfeleknek és szolgáltatóknak vagy elméleti és pontatlan értékelésekre, vagy olyan próbálkozásokra és hibákra kell támaszkodniuk, amelyek nem hatékony szolgáltatási teljesítményhez és bevételtermeléshez vezetnek.

a projekt elsődleges célja egy általánosított és bővíthető szimulációs keretrendszer biztosítása, amely lehetővé teszi a feltörekvő felhőalapú számítástechnikai infrastruktúrák és alkalmazásszolgáltatások zökkenőmentes modellezését, szimulációját és kísérletezését. A CloudSim használatával a kutatók és az iparági fejlesztők olyan konkrét rendszertervezési kérdésekre összpontosíthatnak, amelyeket meg akarnak vizsgálni, anélkül, hogy aggódnának a felhőalapú infrastruktúrákkal és szolgáltatásokkal kapcsolatos alacsony szintű részletek miatt.

Főbb jellemzők

a CloudSim funkciók áttekintése:

• nagyméretű felhőalapú számítástechnikai adatközpontok modellezésének és szimulációjának támogatása
• virtualizált szervergazdák modellezésének és szimulációjának támogatása, Testreszabható házirendekkel a gazdagép erőforrásainak virtuális gépek számára történő kiépítéséhez
• alkalmazástárolók modellezésének és szimulációjának támogatása
• energiatudatos számítási erőforrások modellezésének és szimulációjának támogatása
• modellezés és szimuláció támogatása adatközpont hálózati topológiák és üzenetátadó alkalmazások
• támogatás A Federated modellezéséhez és szimulációjához felhők
• szimulációs elemek dinamikus beillesztésének támogatása, a szimuláció leállítása és folytatása
• felhasználó által definiált házirendek támogatása a gazdagépek virtuális gépekhez történő kiosztására és a gazdagép erőforrásainak virtuális gépekhez történő elosztására vonatkozó házirendek támogatása

dokumentáció

• online tanfolyam a CloudSim-ről, amely videókat tartalmaz, amelyet Anupinder Singh fejlesztett ki Indiából.
• példák
• Kiadási megjegyzések
• CloudSim (README) telepítése és futtatása
• Változási napló
• konténerek CloudSim-ben

Download

a forráskódot, példákat, jar-okat és Apidocumentációt tartalmazó CloudSim csomag letölthető a GitHub CloudSim weboldaláról:

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

kód a papírból: Tom Guerout, Thierry Monteil, Georges Da Costa, Rodrigo N. Calheiros, Rajkumar Buyya, Mihai Alexandru. Energia-tudatos szimuláció DVF-ekkel.Szimulációs modellezési gyakorlat és elmélet, 39. kötet, 76-91. oldal, 2013. December.

CloudSim_DVFS.rar

vitacsoport (levelezési lista)

iFogSim

az iFogSim lehetővé teszi a köd számítástechnikai környezetek modellezését és szimulációját az erőforrás-gazdálkodás és az ütemezési politikák értékeléséhez az edge és a felhő erőforrásai között különböző forgatókönyvek szerint. A szimulátor támogatja az erőforrás-gazdálkodási politikák értékelését, amelyek a késleltetésre (időszerűségre), az energiafogyasztásra, a hálózati torlódásokra és a működési költségekre gyakorolt hatásukra összpontosítanak. Szimulálja az edge eszközöket, a felhőalapú adatközpontokat és a hálózati linkeket a teljesítménymutatók mérésére. Az ifogsim által támogatott fő alkalmazási modell theSense-Process-Actuate modell. Az ilyen modellekben az érzékelők adatokat tesznek közzé az IoT hálózatokban, a Ködkészülékeken futó alkalmazások feliratkoznak és feldolgozzák az érzékelőkből származó adatokat, és végül a kapott betekintést lefordítják az aktuátoroknak továbbított műveletekre.

töltse le az iFogSim-et itt. További információ megtalálható a SPE papír.

CloudSimEx

a CloudSimEx projekt célja a CloudSim szimulátor kiterjesztéseinek fejlesztése. A méltónak bizonyuló kiterjesztéseket később egyesítik a CloudSim – mel.

figyelem! Ezeket a kiterjesztéseket a CloudSim csapata hivatalosan nem támogatja, amíg nem integrálódnak a CloudSim-be.

jelenleg CloudSimEx funkciók:

1. Web munkamenet modellezés;
2. jobb naplózási segédprogramok;
3. segédprogramok CSV fájlok előállításához statisztikai elemzéshez;
4. automatikus id generálás;
5. segédprogramok több kísérlet párhuzamos futtatásához;
6. MapReduce szimuláció.

EdgeCloudSim

az EdgeCloudSim olyan Élszámítási forgatókönyvekre jellemző szimulációs környezetet biztosít, ahol lehetőség van olyan kísérletek elvégzésére, amelyek figyelembe veszik mind a számítási, mind a hálózati erőforrásokat. EdgeCloudSim alapul CloudSim, de hozzáteszi, néhány további funkciók, mint például a hálózati modellezés specifikus WLAN és WAN, eszköz mobilitási modell, reális és hangolható terhelés generátor.

EdgeCloudSim fejlesztette Cagatay Sonmez és csapata a NETLAB (Computer Networks Research Laboratory) a Department of Computer Engineering, Bogazici Egyetem, Isztambul, Törökország.

További Információk a projekt Githubjában találhatók.

CloudSim Automatizálás: Ember által olvasható forgatókönyv Specifikációjaautomatizált létrehozása szimulációk CloudSim

CloudSim Automation egy Java parancssori eszköz alapján CloudSimand CloudReports osztályok, amely képes olvasni előírások ofCloudSim szimulációs forgatókönyvek egy YAML fájl, egy nagyon emberi readabledata formátumban. Szimulációs forgatókönyvek írhatók egy YAML fájlbanés a Felhőautomatizálási eszköz elolvassa ezeket a szimulációs forgatókönyveket, létrehozzaés futtatja őket a CloudSim-en.

az eszköz felszabadítja a kutatókat annak szükségességéről, hogy Java kódot írjanak a szimulációs forgatókönyvek futtatásához. Ily módon a figyelmet a megoldandó problémára lehet összpontosítani, mint például új algoritmusok létrehozása a terheléselosztáshoz, új virtuális gép ütemezési házirendek, virtuális gépek elhelyezése, erőforrás-ellátás, munkaterhelés előrejelzése, szerver konszolidáció,energiahatékonyság, költségcsökkentés stb.

e munka fő hozzájárulásai a következők:

1. a CloudSim szimulációs környezetek létrehozásának programozásának elkerülése;
2. a CloudSim szimulációs környezetek létrehozásának tanulási görbéjének csökkentése;
3. a CloudSim szimulációs környezetek létrehozásának megkönnyítése és automatizálása;
4. ember által olvasható fájlformátum használata cloud simulationscenarios megadásához és egy ilyen szimulációs folyamat fázisának felgyorsításához;
5. a szimulációs forgatókönyvek újrafelhasználásának, kiterjesztésének és megosztásának lehetővé tétele.

a kód letölthető a Githubról. További információért forduljon Dr. Manoel Campos Dasilva Filho-hoz.

WorkflowSim

a WorkflowSim kiterjeszti a CloudSim szimulációs eszköztárat a munkafolyamat-előkészítés és-végrehajtás támogatásának bevezetésével egy Stack ofworkflow elemző, workflow motor és job scheduler megvalósításával. Támogatja a munkafolyamat-kezelő rendszerek különböző szintjein előforduló hibák és késések többrétegű modelljét. Számos népszerű munkafolyamat-ütemezési algoritmust (pl. HEFT, Min-Min és Max-Min) és feladatcsoportosítási algoritmust valósítottak meg a WorkflowSim-ben. A paramétereket közvetlenül a valós végrehajtások nyomaiból tanuljákamelyeket olyan munkafolyamat-kezelő rendszerek futtattak, mint a Pegasus.WorkflowSim által kifejlesztett Weiwei Chen és csapata University of SouthernCalifornia, USA.

További Információk a projekt Githubjában találhatók.

Cloud2Sim

Cloud2Sim javasol elosztott egyidejű architektúra toCloudSim szimulációk. Kihasználva Hazelcast in-memory data grid, CloudSim kiterjesztették, hogy több esetben végre a Cloudletand VM munkaterhelések több csomópontot, és küldje el a theDatacenterBroker, miközben végrehajtó alapvető szimulációs szegmensek, hogycannot kell elosztani a master Cloud2Sim például. Ezenkívül egy adaptív architektúrát terveztek és valósítottak meg a szimulációhoz rendelkezésre bocsátott erőforrások rugalmas skálázására, egy Cloud2Simmonitoring szálral, amely külön Hazelcast fürtön fut. Cloud2Simwork fejlesztette Pradeeban Kathiravelu és Luis Veiga, atINESC-ID Lisboa, Universidade De Lisboa, Portugália.

További Információk a projekt Sourceforge oldalán találhatók.

SimpleWorkflow

ez egy egyszerű csomag, amely osztályokat tartalmaz, amelyek segítenek a CloudSim szimulálásában. Ez nem olyan átfogó, mint a WorkflowSim, de ugyanazokat a munkaterhelés-leíró fájlokat hasznosítja, mint a WorkflowSim.

töltse le a SimpleWorkflow alkalmazást itt.

DynamicCloudSim

a nem egységes és megosztott infrastruktúrákban, például a számítási felhőkben gyakran előforduló teljesítmény instabilitást többször megfigyelték, hogy erősen befolyásolják az alkalmazások futási idejét. A DynamicCloudSim kiterjeszti a CloudSim szimulációs eszköztárat azáltal, hogy modelleket vezet be (1)A számítási erőforrások teljesítményének heterogenitására, (2)a virtuális gépek teljesítményének bizonytalanságára és dinamikus változásaira, valamint (3) a kóbor gépekre és a feladatok végrehajtása során fellépő hibákra.

ezenkívül a DynamicCloudSim bevezeti a számítási erőforrások finomszemcsés ábrázolását, ezáltal lehetővé téve a különböző típusú alkalmazások (CPU -, I/O-, kommunikációhoz kötött) futtatásának szimulációját különböző teljesítményjellemzőkkel rendelkező gépeken. A munkafolyamat-ütemezés kutatásának belépési pontjaként a DynamicCloudSim biztosítja a funkcionalitást a tudományos munkafolyamatok végrehajtásának szimulálására különböző jól bevált ütemezők segítségével.

a DynamicCloudSim-et Marc Bux fejlesztette ki a berlini Humboldt Egyetemen, Németországban. A letöltés a projectweboldalon érhető el a Google kódján. Ha kérdése vagy javaslata van, kérjük, lépjen kapcsolatba a következővel: Bux (at) informatik.hu-berlin.de.

RealCloudSim

a RealCloudSim a virtuális gépek kiosztásának szimulátora a CloudSim projekt fő motorja alapján. A RealCloudSim grafikus felületet biztosíta hálózati topológiák olvasása a BRITE formátum alapján. A RealCloudSim a saját motorját is használja a genetikai algoritmusokon alapuló allokációk szimulálására, vegyes Egészprogramozásra A Lingo szoftverrel, valamint az NS2 (NetworkSimulator 2) alapú hálózati szimulációkra. Minden szimuláció végén teljes jelentés készül.

a RealCloudSim-et Lucio Agostinho Rocha és csapata fejlesztette ki a Campinasi Állami Egyetemen, Brazíliában.

kétségek és javaslatok e-mailben tooutrosdiasvirao a yahoo dot com dot br. További információk a SourceForge projekt oldalán találhatók.

CloudReports

CloudReports egy grafikus eszköz, amely szimulálja elosztott computingenvironments alapuló Cloud Computing paradigma. Ez használ CloudSim mint itssimulation motor és egy könnyen használható felhasználói felület, jelentés generationfeations és létrehozása bővítmények egy plugin divat.

a CloudReports-ot Thiago Sa és csapata fejlesztette ki a brazíliai Ceara Szövetségi Egyetemen.

További Információk a projekt githubjában találhatók.

CloudAuction

ez a munka kiterjeszti a Cloudsim-et egy csomagkönyvtár kifejlesztésével, amely lehetővé teszi a cloudsim-et az aukciós alapú szolgáltatások kezelésére. A kutatás fő céljaaukciós alapú mechanizmusok végrehajtása a Cloudsim – ben. A csomagkönyvtár teszteléséhez új piaci mechanizmust vezettek be a szolgáltatások hatékony elosztására a résztvevők számára a kombinatorikus kettős aukció elve alapján. A mechanizmus a felhőalapú számítástechnikai környezetekben alkalmazott releváns jellemzőket mind a felhasználók, mind a szolgáltatók előnyeinek és elégedettségének tekinti. Ebben a csomagkönyvtárban az aukció A CPU MIPS költsége és a remainig jellemzői (sávszélesség, RAM méret stb.) a VM oldalán tekinthetők meg, ha megfelelnek a kérésnek.

a CloudAuction-t a Youness Teimoury(QIAU) és a Parnia Samimi (UKM) fejlesztette ki.

Letöltés: CloudAuctionV2.0.zip (megjelent Mar 25, 2013).

CloudMIG Xpress

a CloudMIG Xpress megkönnyíti a szoftverrendszerek Paas vagy IaaS-alapú Cloudenvironments-re történő áttelepítésének összehasonlítását és tervezését. A Java-alapú szoftverekből kódmodellek nyerhetők ki, hogy (1) modellezzék az aktuális rendszertelepítést, és kiegészítsék azt egy presentworkload profillal, (2) összehasonlítsák a különböző felhőtelepítési lehetőségek kompromisszumait, és (3) automatikusan átalakítsák a rendszermodellt egy CloudSim modellre,hogy lehetővé tegyék a különböző felhőtelepítési lehetőségek integrált szimulációját a jövőbeli költségekkel, válaszidőkkel és SLA-megsértésekkel kapcsolatban.

a CloudMIG Xpress-t Soren Frey,Florian Fittkau és a Software Engineering Group csapata fejlesztette ki,kiel Egyetem, Kiel, Németország.

letöltés és további információ: projekt a Sourceforge-on.

FederatedCloudSim

a FederatedCloudSim (FCS) a CloudSim keretrendszer sokoldalú és rugalmas kiterjesztése. Ez lehetővé teszi a felhő Föderációs kísérletek sokaságát. Az FCS támogatja az SLA-kat, és háromszintű ütemezési megközelítést kínál a virtuális gépek számára (adatközpontokban, ugyanazon felhőszolgáltató (CSP) adatközpontjai között és egy összevonásban lévő CSP-k között). Az FCS rugalmas pénzügyi modellt is kínál a különböző ütemezési stratégiák CSP bevételre és nyereségre gyakorolt hatásának elemzésére, valamint egy aukciós platformot a virtuális gépek cseréjéhez.

a FederatedCloudSim-et a németországi dortmundi Műszaki Egyetem kutatói fejlesztették ki. A részletekért, kérjük, nézze meg a FederatedCloudSim webhelyet.

CloudAnalyst

a Cloud Analyst a Melbourne-i Egyetemen kifejlesztett eszköz, amelynek célja a közösségi hálózatok eszközeinek értékelése a felhasználók és az adatközpontok földrajzi eloszlása szerint. Ebben az eszközben a közösségi hálózatokat támogató felhasználói közösségeket és adatközpontokat jellemzik, és helyük alapján; olyan paramétereket kapnak/naplóznak, mint a felhasználói tapasztalat a közösségi hálózati alkalmazás használata közben, valamint az adatközpont terhelése.

Letöltés: CloudAnalyst.zip (megjelent november 26, 2009).

projekt csapat tagjai

aktív tagok:

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

korábbi tagok és munkatársak:

• Rodrigo N. Calheiros
• Rajiv Ranjan
• Anton Beloglazov
• Nyikolaj Grozev
• Szaurabh Garg
• Sareh Fotuhi Piraghaj
• Marcos dias de Assuncao
• Bhathiya Wickremasinghe
• Jungmin Jay Son

Szoftverlicenc

a Cloudsim Toolkit szoftver nyílt forráskódú, az Apache Version 2.0 licenc alatt.
szerzői jog a felhők Lab, a Melbourne – i Egyetem, 2009-a mai napig.

kiadványok

• Jungmin Son és Rajkumar Buyya, CloudSimSDN-NFV: Modellezése és szimulációja hálózati funkció virtualizáció és szolgáltatás funkció láncolás Edge Computing környezetben, SPE (felülvizsgálat).
• Jungmin Son és Rajkumar Buyya, Prioritástudatos VM Allocation and Network sávszélesség Provisioning in Software-Defined Networking (SDN)-enabled Clouds, IEEE Transactions on Sustainable Computing (t-SUSC), 4.kötet, 1. szám, oldalak: 17-28, ISSN: 2377-3782, IEEE Computer Society Press, USA, 2019. január-március.
• Sareh Fotuhi Piraghaj, Amir Vahid Dastjerdi, Rodrigo N. Calheiros és Rajkumar Buyya, ContainerCloudSim: Környezet a konténerek modellezéséhez és szimulációjához felhő adatközpontokban, szoftver: gyakorlat és tapasztalat, 47. kötet, 4. szám, oldalak: 505-521, ISSN: 0038-0644, Wiley Press, New York, USA, 2017.április.
• Saurabh Kumar Garg és Rajkumar Buyya, NetworkCloudSim: párhuzamos alkalmazások modellezése felhő szimulációkban,a 4.IEEE/ACM Nemzetközi Konferencia a segédprogramról és a Cloudcomputingról (UCC 2011, IEEE CS Press, USA), Melbourne, Ausztrália, December 5-7,2011.
• Rodrigo N. Calheiros, Rajiv Ranjan, Anton Beloglazov, Cesar A. F. DeRose és Rajkumar Buyya, CloudSim: a toolkit for Modeling andSimulation of Cloud Computing Environments and Evaluation of ResourceProvisioning Algorithms, Software: Practice and Experience (SPE), 41.kötet, 1. szám, oldalak: 23-50, ISSN: 0038-0644, Wiley Press, New York, USA, 2011. január.
• Bhathiya Wickremasinghe, Rodrigo N. Calheiros, Rajkumar Buyya, CloudAnalyst: A CloudSim-alapú vizuális modellező elemzésére CloudComputing környezetek és alkalmazások, Proceedings of the 24thinternational Conference on Advanced Information Networking andApplications (Aina 2010), Perth, Ausztrália, április 20-23, 2010.
• Rajkumar Buyya, Rajiv Ranjan és Rodrigo N. Calheiros, skálázható felhőalapú számítástechnikai környezetek és a CloudSim eszköztár modellezése és szimulációja: kihívások és lehetőségek, a 7. nagy teljesítményű számítástechnikai és szimulációs konferencia (HPCS 2009, ISBN: 978-1-4244-4907-1, IEEE Press, New York, USA), Lipcse, Németország, június 21-24, 2009.

néhány publikáció CloudSim eredmények felhasználásával

• Anton Beloglazov és Rajkumar Buyya, optimális online determinisztikus algoritmusok és Adaptíveurisztika az energia és a teljesítmény hatékony dinamikus Konszolidációjáhozvirtuális gépek felhő adatközpontokban, egyidejűség és számítás: gyakorlat és tapasztalat, 24. kötet, 13. szám, oldalak: 1397-1420, John Wiley& Sons, Ltd, New York, USA, 2012
• Rodrigo Calheiros, Rajiv Ranjan és Rajkumar Buyya, virtuális MachineProvisioning alapuló analitikai teljesítmény és QoS Cloud ComputingEnvironments, Proceedings of the 40th International Conference on ParallelProcessing (ICPP 2011), Taipei, Tajvan, szeptember 13-16, 2011.
• Linlin Wu, Saurabh Kumar Garg és Rajkumar Buyya, SLA-alapú ResourceAllocation egy szoftver, mint Szolgáltató Cloud Computing környezetben, Proceedings of the 11th IEEE/ACM International Symposium on Cluster, Cloud Andgrid Computing (CCGrid 2011), Los Angeles, USA, május 23-26, 2011.
• Adel Nadjaran Toosi, Rodrigo N. Calheiros, Ruppa K. Thulasiran, Rajkumar Buyya, erőforrás-ellátási politikák az IaaS Szolgáltató nyereségének növelésére egy FederatedCloud környezetben, a 13.Nemzetközi Konferencia a nagy Teljesítményűés kommunikációról (HPCC 2011), Banff, Kanada, szeptember 2-4, 2011.
• Anton Beloglazov és Rajkumar Buyya, virtuális gépek energiahatékony elosztása felhő adatközpontokban. Proceedings of the 10th IEEE/ACM International Symposium on Cluster, Cloud and Grid Computing (CCGrid 2010), Melbourne, Ausztrália, május 17-20, 2010.
• Rodrigo N. Calheiros, Rajkumar Buyya, Cesar A. F. De Rose, Anautomatizált és önkonfigurálható emulációs tesztágy építése hálózati alkalmazásokhoz.International Journal of Software: Practice and Experience, 40. kötet, 5.szám, oldalak: 405-429, Wiley Press, USA, 2010. április.
• Kyong Hoon Kim, Anton Beloglazov és Rajkumar Buyya, a valós idejű szolgáltatások felhőalapú erőforrásainak energia-tudatos biztosítása. A hálózatok, felhők és e-tudomány köztes szoftvereiről szóló 7. nemzetközi Workshop anyagai, Urbana Champaign, Illinois, USA: ACM, 2009.
• Rodrigo N. Calheiros, Rajkumar Buyya, Cesar A. F. De Rose, Aheurisztikus feltérképezése virtuális gépek és linkek emulációs Testbeds, Proceedings of the 38th International Conference on Parallel Processing (ICPP 2009), Bécs, Ausztria, szeptember 22-25, 2009.

• a legfrissebb listát lásd a CloudSim használatára vonatkozó cikkekben a Google tudós szerint