CloudSim: Um Framework para Modelagem e Simulação de Computação em Nuvem infra-estruturas e Serviços

Introdução

Recentemente, a computação em nuvem surge como a principal tecnologia para deliveringreliable, seguro, tolerante a falhas, sustentável e escalável computationalservices, que são apresentados como Software, Infra-estrutura, a Plataforma ou asservices (SaaS, IaaS, PaaS). Além disso, estes serviços podem ser oferecidos em centros de dados privados (nuvens privadas), podem ser oferecidos comercialmente para clientes (nuvens públicas), ou ainda é possível que tanto público quanto privado sejam combinados em nuvens híbridas.

estes já vastos ecossistemas de arquitecturas de cloud, juntamente com a crescente procura de tecnologias de TI energeticamente eficientes, exigem metodologias atempadas,repetíveis e controláveis para a avaliação de algoritmos, aplicações e políticas antes do desenvolvimento real de produtos de cloud.Uma vez que a utilização de bancos de ensaio reais limita as experiências à escala do banco de ensaios e torna a reprodução dos resultados uma empresa extremamente difícil, abordagens alternativas para o ensaio e experimentação alavancam o desenvolvimento de novas tecnologias em nuvem.

uma alternativa adequada é a utilização de ferramentas de simulação, que abrem a possibilidade de avaliar a hipótese antes do desenvolvimento de software em um ambiente onde se pode reproduzir testes. Especificamente no caso da Cloud computing, onde o acesso à infra-estrutura incorre em pagamentos em moeda real, abordagens baseadas em simulação oferecem benefícios significativos, uma vez que permite que os clientes da Cloud testem os seus serviços em ambiente repetível e controlável, sem custos, e sintonizem os estrangulamentos de desempenho antes de se lançarem em nuvens reais. No lado do provedor, ambientes de simulação permitem a avaliação de diferentes tipos de cenários de locação de recursos sob diferentes distribuições de carga e preços. Tais estudos poderiam ajudar os fornecedores na otimização do custo de acesso aos recursos com foco na melhoria dos lucros. Na ausência de tais plataformas de simulação, os clientes e fornecedores da Cloud têm de confiar em avaliações teóricas e imprecisas, ou em abordagens de tentativa e erro que levam a um desempenho ineficiente dos serviços e à geração de receitas.

o principal objetivo deste projeto é fornecer uma estrutura de simulação generalizada e extensível que permita modelagem, simulação e experimentação sem descontinuidades de infra-estruturas emergentes de computação em nuvem e serviços de Aplicação. Usando CloudSim, pesquisadores e desenvolvedores baseados na indústria podem se concentrar em questões específicas de design de sistemas que eles querem investigar, sem se preocupar com os detalhes de baixo nível relacionados com infra-estruturas e serviços baseados na nuvem.

características principais

Visão Geral das funcionalidades das CloudSim:

• suporte para modelagem e simulação de grandes centros de dados, computação em Nuvem
• suporte para modelagem e simulação de servidor virtualizado exércitos, com políticas personalizáveis para o provisionamento de recursos de host para máquinas virtuais
• suporte para modelagem e simulação de aplicação recipientes
• suporte para modelagem e simulação de energia-consciente de recursos computacionais
• suporte para modelagem e simulação de centro de dados, topologias de rede e de passagem de mensagens aplicações
• suporte para modelagem e simulação de federados nuvens
• suporte para a inserção dinâmica de elementos de simulação, parar e continuar a simulação
• suporte a usuário-definido de políticas para a alocação de hosts de máquinas virtuais e as políticas para a alocação de recursos de host para máquinas virtuais

Documentação

• Um curso online de CloudSim, que inclui vídeos, desenvolvido pela Anupinder Singh, da Índia.
• Exemplos
• Notas de Lançamento
• Instalando e Executando o CloudSim (leia-me)
• Changelog
• Contentores na CloudSim

Baixar

O CloudSim pacote contém o código fonte, exemplos, os jarros, e APIdocumentation pode ser transferido a partir do CloudSim página da web no GitHub:

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

Código do artigo: Tom Guerout, Thierry Monteil, Georges Da Costa, Rodrigo N. Calheiros, Rajkumar Buyya, Mihai Alexandru. Simulação energética com DVFS.Simulation Modelling Practice and Theory, Volume 39, pages 76-91, December 2013.

CloudSim_DVFS.rar

grupo de Discussão (mailing list)

iFogSim

iFogSim permite a modelação e simulação de Nevoeiro ambientes de computação para a avaliação da gestão de recursos e schedulingpolicies em toda a borda e recursos de nuvem em diferentes cenários. O simulador apoia a avaliação das políticas de gestão de recursos, centrando-se no seu impacto na latência (actualidade), no consumo de energia, no congestionamento da rede e nos custos operacionais. Ele simula dispositivos edge, cloud data centers, e ligações de rede para medir métricas de desempenho. O principal modelo de Aplicação suportado pelo iFogSim é o modelo Deense-Process-Actuate. Em tais modelos, os sensores publicam dados para redes de IoT, aplicações que rodam em dispositivos de nevoeiro subscrevem e processam dados provenientes de sensores, e, finalmente, os insights obtidos são transferidos para ações encaminhadas para atuadores.

telecarregamento iFogSim aqui. Mais informações podem ser encontradas em nosso papel SPE.

CloudSimEx

the goal of the CloudSimEx projectis to develop a set of extensions for the CloudSim simulator. As extensões que provam ser dignas serão fundidas com CloudSim mais tarde.Nota: Estas extensões não são oficialmente suportadas pela equipe CloudSim até que sejam integradas com CloudSim.Características actuais da CloudSimEx:

1. modelagem de sessão Web;
2. melhores utilitários de Registo;
3. utilitários para gerar ficheiros CSV para análise estatística;
4. geração automática de id;
5. Utilities for running multiple experiments in parallel;
6. MapReduce simulation.

EdgeCloudSim

EdgeCloudSim fornece um ambiente de simulação específicos para a Borda de Computação em cenários onde é possível a realização de experiências que considera tanto computacional e recursos de rede. EdgeCloudSim é baseado em CloudSim, mas adiciona algumas funcionalidades adicionais, como modelagem de rede específica para WLAN e WAN, modelo de mobilidade de dispositivo, gerador de carga realista e sintonizável.EdgeCloudSim foi desenvolvido por Cagatay Sonmez e equipe no NETLAB (Computer Networks Research Laboratory) no departamento de Engenharia Informática, Universidade de Bogazici, Istambul, Turquia.

Download e mais informações podem ser encontradas no GitHub do projeto.

CloudSim Automação: Legível do Cenário Especificação forAutomated Criação de Simulações no CloudSim

CloudSim Automação é um Java ferramenta de linha de comando baseado em CloudSimand CloudReports classes que é capaz de ler as especificações ofCloudSim simulação de cenários a partir de um arquivo YAML, muito humana readabledata formato. Os cenários de simulação podem ser escritos dentro de uma ferramenta YAML File e Cloud Automation lê esses cenários de simulação, cria e executa-os em CloudSim.

the tool releases researchers of the need to write Java code just to run simulation scenarios. Desta forma, a atenção pode ser focada no problema a ser resolvido, como a criação de novos algoritmos para balanceamento de cargas, novas políticas de agendamento de máquinas virtuais, colocação de VM, provisionamento de recursos, previsão de carga de trabalho,consolidação de servidores, eficiência energética, redução de custos e assim por diante.

principais contribuições deste trabalho são:

1. para evitar a programação, sobre a criação do CloudSim simulationenvironments;
2. para reduzir a curva de aprendizado sobre a criação do CloudSim simulationscenarios;
3. para facilitar e automatizar o CloudSim simulação environmentscreation;
4. usar um formato de arquivo legível para especificar cenários de simulação em nuvem e acelerar essa fase de processo de simulação;
5. para permitir a reutilização, extensão e partilha de cenários de simulação.

o código pode ser descarregado do GitHub. Para mais informações, Contactar o Dr. Manoel Campos da Silva Filho.

WorkflowSim

WorkflowSim estende a Ferramenta de simulação CloudSim, introduzindo o apoio à preparação e execução do fluxo de trabalho com a implementação de uma pilha de analisador de fluxo de trabalho, motor de fluxo de trabalho e programador de trabalho. Apoia um modelo multi-camadas de falhas e atrasos que ocorrem nos vários níveis dos sistemas de gestão de fluxos de trabalho. Uma série de algoritmos populares de programação de fluxo de trabalho (por exemplo,HEFT, Min-Min, e Max-Min) e algoritmos de agrupamento de tarefas foram implementados em WorkflowSim. Os parâmetros são diretamente aprendidos a partir de traços de executões reais que foram executados por sistemas de gerenciamento de fluxo de trabalho, como o Pegasus.O WorkflowSim foi desenvolvido por Weiwei Chen e equipe na Universidade de SouthernCalifornia, EUA.

Download e mais informações podem ser encontradas no Github do projeto.

Cloud2Sim

Cloud2Sim propõe uma arquitetura concorrente distribuída para simulações de cloudsim. Explorando a grade de dados Hazelcast em memória, o CloudSim é estendido para que várias instâncias executem as cargas de trabalho Cloudlet e VM de vários nós, e submetê-los ao datacenterbroker, enquanto executam os segmentos de simulação que não podem ser distribuídos a partir da instância master Cloud2Sim. Além disso, uma arquitetura adaptativa é projetada e implementada para dimensionar elasticamente os recursos disponibilizados para a simulação, com um fio Cloud2Simmonitoring rodando em um cluster Hazelcast separado. O Cloud2Simwork foi desenvolvido por Pradeeban Kathiravelu e Luis Veiga, atINESC-ID Lisboa, Universidade de Lisboa, Portugal.

Download e mais informações podem ser encontradas na página Sourceforge do projeto.

SimpleWorkflow

this is a simple package containing classes helping in simulatingworkflows on CloudSim. Isto não é tão abrangente como WorkflowSim, mas itutiliza os mesmos arquivos de descrição de carga de trabalho do que WorkflowSim.

telecarregamento simples aqui.

DynamicCloudSim

instabilidade de desempenho comumente encontrada em infra-estruturas não uniformes e compartilhadas como nuvens computacionais tem sido repetidamente observada para influenciar longamente o tempo de execução das aplicações. DynamicCloudSim extends the CloudSim simulation toolkit by introducing models for (1)heterogeneity in the performance of computational resources, (2) uncertainty in and dynamic changes to the performance of virtual machines,and (3) straggler machines and failures during task execution.Além disso, a DynamicCloudSim introduz uma representação fina dos recursos computacionais, permitindo assim a simulação da execução de diferentes tipos de aplicações (CPU -, I/o -, ligadas à comunicação) em máquinas com características de desempenho diferentes. Como ponto de entrada para a investigação sobre a programação do fluxo de trabalho, a DynamicCloudSim fornece a funcionalidade para simular a execução de fluxos de trabalho científicos utilizando diferentes programadores bem estabelecidos.

DynamicCloudSim foi desenvolvido por Marc Bux na Universidade Humboldt de Berlim, Alemanha. O download está disponível no projectwebsite no código Google. Para dúvidas e sugestões, por favor, contactbux (a) informatik.hu-berlin.de.

RealCloudSim

RealCloudSim é um simulador de alocações de máquinas virtuais com base nos principais motor do CloudSim projeto. RealCloudSim fornece uma interface gráfica para ler topologias de rede com base no formato BRITE. RealCloudSim também usa seu próprio motor para simular alocações baseadas em Algoritmos Genéticos, Integerprogramação mista com software Lingo, e simulações de rede baseadas no NS2 (NetworkSimulator 2). Um relatório completo é gerado no final de cada simulação.O RealCloudSim foi desenvolvido por Lucio Agostinho Rocha e pela equipe da Universidade Estadual de Campinas, Brasil.

dúvidas e sugestões podem ser enviadas por e-mail para tooutrosdiasvirao no yahoo dot com dot br. Download e mais informações podem ser encontradas na página do projeto no SourceForge.

Cloudrelports

Cloudrelports é uma ferramenta gráfica que simula ambientes computacionais distribuídos baseados no paradigma da computação em nuvem. Ele usa CloudSim como seu motor de simulação e fornece uma interface de usuário fácil de usar, relatórios generationfeatures e criação de extensões de uma forma de plugin.O CloudReports foi desenvolvido pela Thiago Sa e pela equipe da Universidade Federal do Ceara, Brasil.

Download e mais informações podem ser encontradas no github do projeto.

CloudAuction

This works extends Cloudsim by developing a package library that enablesCloudSim to handle auction-based services. O principal objectivo desta investigação consiste em implementar mecanismos baseados em leilões em Cloudsim. Para testar a biblioteca de pacotes,foi implantado um novo mecanismo de mercado para afectar eficazmente os serviços aos participantes, com base no princípio combinatório de leilão duplo. O mecanismo considera os atributos relevantes aplicáveis em ambientes de Cloud computing para benefício e satisfação tanto dos utilizadores como dos fornecedores. Nesta biblioteca de pacotes, theauction é realizada com base no custo para os MIPS CPU e as características restig(largura de banda, Tamanho de RAM, etc.) são considerados do lado da VM se corresponderem ao pedido.A Cloudaucção foi desenvolvida por Youness Teimoury (QIAU) e Parnia Samimi (UKM).

Download: CloudAuctionV2. 0.zip (lançado em 25 de Março de 2013).

CloudMIG Xpress

CloudMIG Xpress facilita a comparação e planejamento phasesconcerning a migração de sistemas de software para PaaS ou IaaS-com base Cloudenvironments. Os modelos de código podem ser extraídos do software baseado em Java para (1) modelar a implantação do sistema atual e aumentá-lo com um perfil de carga de trabalho atual, (2) comparar os compromissos que têm de ser feitos para diferentes opções de implantação de nuvem, e (3) transformar automaticamente o modelo de sistema para um modelo CloudSim para permitir a simulação integrada de várias opções de implantação de nuvem em relação a custos futuros, tempos de resposta e violações de SLA.CloudMIG Xpress foi desenvolvido por Soren Frey,Florian Fittkau,e equipe no Software Engineering Group, Kiel University, Kiel, Alemanha.

Download and more information: Project on Sourceforge.

estatuto Cloudsim

estatuto Cloudsim (FCS) é uma extensão versátil e flexível do enquadramento CloudSim. Permite uma infinidade de experiências da Federação das nuvens. FCS suporta SLAs e oferece uma abordagem de programação de três níveis para VMs (em centros de dados, entre centros de dados do mesmo provedor de serviços de nuvem (CSP) e entre CSPs em uma federação). A FCS também oferece um modelo financeiro flexível para analisar o impacto de diferentes estratégias de agendamento na receita e lucro do PSC e uma plataforma de leilões para a troca de VM.

Ocloudsim federado foi desenvolvido por investigadores da Universidade Técnica de Dortmund, Alemanha. Para mais informações, consulte o sítio web do Fededcloudsim.O CloudAnalyst é uma ferramenta desenvolvida na Universidade de Melbourne para apoiar a avaliação de ferramentas de redes sociais de acordo com a distribuição togeográfica de usuários e centros de dados. Nesta ferramenta, as comunidades de usuários e centros de dados que suportam as redes sociais são caracterizadas e, com base em sua localização, parâmetros como a experiência de uso ao usar a aplicação de rede social e carga no centro de dados são obtidos/registrados.

Download: CloudAnalyst.zip (lançado em 26 de Novembro de 2009).

Membros da Equipe de Projeto

Membros Ativos:

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

Ex-Membros e Colaboradores:

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

Licença de Software

O CloudSim kit de ferramentas de software é lançado como código Aberto sob a Apache Versão 2.0 license.
Copyright the CLOUDS Lab, The University of Melbourne, 2009 – to date.

publicações

• Jungmin Son and Rajkumar Buyya, CloudSimSDN-NFV: Modelagem e simulação da virtualização da função de rede e da função de Serviço encadeamento em ambientes de computação de borda, SPE (em revisão).Jungmin Son and Rajkumar Buyya, Priority-aware VM Allocation and Network Bandwidth Provisioning in Software-Defined Networking (SDN)-enabled Clouds, IEEE Transactions on Sustainable Computing (T-SUSC), Volume 4, Number 1, Pages: 17-28, ISSN: 2377-3782, IEEE Computer Society Press, USA, January-March 2019.
• Sareh Fotuhi Piraghaj, Amir Vahid Dastjerdi, Rodrigo N. Calheiros, e Rajkumar Buyya, ContainerCloudSim: An Environment for Modeling and Simulation of Containers in Cloud Data Centers, Software: Practice and Experience, Volume 47, Number 4, Pages: 505-521, ISSN: 0038-0644, Wiley Press, New York, USA, April 2017.
• Saurabh Kumar Garg and Rajkumar Buyya,NetworkCloudSim: Modelling Parallel Applications in Cloud Simulations, Proceedings of the 4th IEEE/ACM International Conference on Utility and CloudComputing (UCC 2011, IEEE CS Press, USA), Melbourne, Austrália,December 5-7, 2011.Rodrigo N. Calheiros, Rajiv Ranjan, Anton Beloglazov, Cesar A. F. DeRose, and Rajkumar Buyya, CloudSim: a Toolkit for Modeling andSimulation of Cloud Computing Environments and Evaluation of ResourceProvisioning Algorithms, Software: Practice and Experience (SPE), Volume 41, Number 1, Pages: 23-50, ISSN: 0038-0644, Wiley Press, New York, USA, January, 2011. Bhathiya Wickremasinghe, Rodrigo N. Calheiros, Rajkumar Buyya, CloudAnalyst: A CloudSim-based Visual Modeller for Analysing CloudComputing Environments and Applications, Proceedings of the 24th International Conference on Advanced Information Networking and applications (AINA 2010), Perth, Australia, April 20-23, 2010.
• Rajkumar Buyya, Rajiv Ranjan and Rodrigo N. Calheiros, Modeling and Simulation of Scalable Cloud Computing Environments and the CloudSim Toolkit: Challenges and Opportunities, Proceedings of the 7th High Performance Computing and Simulation Conference (HPCS 2009, ISBN: 978-1-4244-4907-1, IEEE Press, New York, USA), Leipzig, Germany, June 21-24, 2009.

Algumas publicações usando o CloudSim resultados

• Anton Beloglazov, e Rajkumar Buyya, Ideal On-line Algoritmos Determinísticos e AdaptiveHeuristics para a Energia e o Desempenho Eficiente e Dinâmica de Consolidação ofVirtual Máquinas em Nuvem Centros de Dados, de Simultaneidade e de Computação:Experiência e Prática, Volume 24, número 13, Páginas: 1397-1420, John Wiley& Filhos, Ltd., Nova Iorque, EUA, 2012
• Rodrigo Calheiros, Rajiv Ranjan e Rajkumar Buyya, Virtual MachineProvisioning com Base numa análise de Desempenho e QoS em Nuvem ComputingEnvironments, Anais da 40ª Conferência Internacional sobre ParallelProcessing (ICPP 2011), Taipei, Taiwan, 13-16 de setembro de de 2011.
• Linlin Wu, Saurabh Kumar Garg e Rajkumar Buyya, SLA-based ResourceAllocation for a Software as a Service Provider in Cloud Computing Environments, Proceedings of the 11th IEEE/ACM International Symposium on Cluster, Cloud andGrid Computing (CCGrid 2011), Los Angeles, USA, May 23-26, 2011.Adel Nadjaran Toosi, Rodrigo N. Calheiros, Ruppa K. Thulasiran, Rajkumar Buyya, Resource Provisioning Policies to Increase IaaS Provider’s Profit in a FederatedCloud Environment, Proceedings of the 13rd International Conference on High performance and Communications (HPCC 2011), Banff, Canada, September 2-4, 2011.Anton Beloglazov, and Rajkumar Buyya, Energy Efficient Allocation of Virtual Machines in Cloud Data Centers. Proceedings of the 10th IEEE / ACM International Symposium on Cluster, Cloud and Grid Computing (CCGrid 2010), Melbourne, Australia, May 17-20, 2010.Rodrigo N. Calheiros, Rajkumar Buyya, Cesar A. F. De Rose, a construir um banco de ensaios de emulação automatizado e auto-configurável para aplicações em grelha.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. Proceedings of the 7th International Workshop on Middleware for Grids, Clouds and E-Science, Urbana Champaign, Illinois, USA: ACM, 2009.Rodrigo N. Calheiros, Rajkumar Buyya, Cesar A. F. De Rose, Aeuristic for Mapping Virtual Machines and Links in emulation Testbeds,Proceedings of the 38th International Conference on Parallel Processing(ICPP 2009), Viena, Austria, September 22-25, 2009.

• para a lista mais recente, por favor veja artigos referentes/usando CloudSim como por pesquisador do Google