ارایه روشی فرا ابتکاری جهت کاهش توان مصرفی در محاسبات ابری مبتنی بر ایجاد توازن

فصل اول: ادبیات تحقیق

-1-1مقدمه
امروزه کاربردهای فناوری اطلاعات بسیار زیاد شده است و بسیاری از زمینه‌ها را پوشش می‌دهد. متخصص فناوری اطلاعات وظایف گوناگونی دارد، از نصب برنامه‌های کاربردی تا طراحی شبکه‌های پیچیده رایانه‌ای و پایگاه داده‌های اطلاعاتی. با افزایش چشمگیر تنوع تجهیزات و خدمات مربوط به فناوری اطلاعات، مدیریت خدمات ارائه شده در این حوزه نیز با چالشهای فراوانی روبرو شده‌است. مدیریت رسیدگی به مشکلات و درخواست¬ها، مدیریت تجهیزات و منابع در رابطه با خدمات پشتیبانی فنی و تخصیص آنها به کاربران، و همچنین نظارت، کنترل و برنامه ریزی در این زمینه از جمله مواردی است که مدیران حوزه فناوری اطلاعات را بر آن می‌دارد تا برای خود ابزارهای سودمند و کارا تدارک ببینند. از جمله این ابزارها، می‌توان به نرم‌افزارهای مدیریت خدمات فناوری اطلاعات اشاره نمود که می‌توانند مدیران و کارشناسان و تکنسین‌ها را در این رابطه یاری نمایند[1].
با پیشرفت فناوری اطلاعات نیاز به انجام کارهای محاسباتی در همه جا و همه زمان به وجود آمده است. همچنین نیاز به این هست که افراد بتوانند کارهای محاسباتی سنگین خود را بدون داشتن سخت‌افزارها و نرم‌افزارهای گران، از طریق خدماتی انجام دهند. محاسبات ابری آخرین پاسخ فناوری به این نیازها بوده است. از آنجا که اکنون این فناوری دوران طفولیت خود را می¬گذراند، هنوز تعریف استاندارد علمی که مورد قبول عام باشد برای آن ارائه نشده است اما بیشتر صاحبنظران بر روی قسمت¬هایی از تعریف این پدیده هم رای هستند. موسسه ملی فناوری و استانداردها محاسبات ابری را اینگونه تعریف می‌کند:
«محاسبات ابری مدلی است برای فراهم کردن دسترسی آسان بر اساس تقاضای کاربر از طریق شبکه به مجموعه‌ای از منابع رایانشی قابل تغییر و پیکربندی (مثل: شبکه‌ها، سرورها، فضای ذخیره‌سازی، برنامه‌های کاربردی و سرویس‌ها) که این دسترسی بتواند با کمترین نیاز به مدیریت منابع و یا نیاز به دخالت مستقیم فراهم‌کننده سرویس به سرعت فراهم شده یا آزاد گردد.»
عموماً مصرف کننده‌های محاسبات ابری مالک زیر ساخت فیزیکی ابر نیستند، بلکه برای اجتناب از هزینه سرمایه‌ای آن را از عرضه کنندگان شخص ثالث اجاره می‌کنند. آنها منابع را در قالب سرویس مصرف می‌کنند و تنها بهای منابعی که به کار می‌برند را می‌پردازند. بسیاری از سرویسهای محاسبات ابری ارائه شده، با به کار گیری مدل رایانش همگانی امکان مصرف این سرویسها را به گونه‌ای مشابه با صنایع همگانی (مانند برق) فراهم می‌سازند. این در حالی است که سایر گونه‌های عرضه کنندگان بر مبنای اشتراک سرویس¬های خود را عرضه می‌کنند. به اشتراک گذاردن قدرت رایانشی «مصرف¬شدنی و ناملموس» میان چند مستاجر می‌تواند باعث بهبود نرخ بهره‌وری شود؛ زیرا با این شیوه کارساز دیگر (سرور)ها بدون دلیل بیکار نمی‌مانند (که سبب می‌شود هزینه‌ها به میزان قابل توجهی کاهش یابند در عین حال که سرعت تولید و توسعه برنامه‌های کاربردی افزایش می‌یابد). یک اثر جانبی این شیوه این است که رایانه‌ها به میزان بیشتری مورد استفاده قرار می‌گیرند زیرا مشتریان محاسبات ابری نیازی به محاسبه و تعیین حداکثری برای بار حداکثر خود ندارند[2].
-2-1تعریف مسئله و سوالات اصلی تحقیق
ﻣﺤﺎﺳﺒﺎت اﺑﺮي اﻟﮕﻮﯾﯽ از ﻣﺤﺎﺳﺒﺎت ﺗﻮزﯾﻊ ﺷﺪه، ﻣﺮﮐﺐ از ﺗﻌﺪاد زﯾﺎدي ﻣﻨﺎﺑﻊ و درﺧﻮاﺳﺖ¬ﻫﺎ ﺑﺎ ﻫﺪف ﺑﻪ اﺷﺘﺮاك ﮔﺬاري ﻣﻨﺎﺑﻊ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺳﺮوﯾﺲ، ﺑﺮ روي ﺑﺴﺘﺮ اﯾﻨﺘﺮﻧﺖ ﻣﯿﺒﺎﺷﺪ. ﻣﻨﺎﺑﻌﯽ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﺣﺎﻓﻈﻪ، ﭘﺮدازﺷﮕﺮ، ﺳﺮوﯾﺲ ﻫﻤﯿﺸﻪ ﺑﺎ ارزش ﻣﯽ ﺑﺎﺷﻨﺪ و اﺳﺘﻔﺎده ﺑﻬﯿﻨﻪ¬ﺗﺮ از آﻧﻬﺎ ﯾﮏ ﭼﺎﻟﺶ ﺑﯽ اﻧﺘﻬﺎ ﻣﺤﺴﻮب ﻣﯽ¬ﺷﻮد، از اﯾﻦ رو ﻣﺴﺌﻠﻪ زﻣﺎﻧﺒﻨﺪي وﻇﺎﯾﻒ در راﯾﺎﻧﺶ اﺑﺮي، ﻣﺴﺌﻠﻪاي ﺑﺴﯿﺎر ﻣﻬﻢ ﻣﺤﺴﻮب ﻣﯽ¬ﺷﻮد ﮐﻪ ﺳﻌﯽ دارد ﯾﮏ زﻣﺎن ﺑﻨﺪي ﺑﻬﯿﻨﻪ ﺑﺮاي اﺟﺮاي وﻇﺎﯾﻒ و ﺗﺨﺼﯿﺺ ﻣﻨﺒﻊ ﺑﻬﯿﻨﻪ ﻣﺸﺨﺺ ﻧﻤﺎﯾﺪ[3].
در سال هاي اخیر با رشد روز افزون حجم اطلاعات پردازشی، نیاز به سیستم هاي توزیع شده و پردازش موازي بیشتراز قبل احساس شده است. محاسبات گرید از دسته سیستم¬هاي توزیع شده و زیر بناي سیستم هاي محاسبات ابري می¬باشند. این فناوري با استفاده از زیر ساخت هاي ارتباطی و شبکه هاي کامپیوتري امکان دسترسی به انواع منابع را به صورت راه دورمیدهد. منابع محاسباتی ناهمگون سخت افزاري و نرم افزاري را میتوان بدون محدودیت جغرافیایی به هم متصل نمود به طوريکه کل ساختار سیستم به صورت یک ماشین مجازي واحد دیده شود، ،سپس برنامه¬هاي کاربردي بسیارپیچیده و بزرگ را که به توان پردازشی بسیار بالا و به حجم عظیمی از داده نیاز دارند برروي این ماشین مجازي می توان اجرا نمود. در واقع هدف این است که از منابع محاسباتی سیستم¬ها زمانی که بیکار هستند براي اجراي کارهاي عظیم بهره برده شود[4].
در واقع الگویی از محاسبات ابري توزیع شده ، مرکب از تعداد زیادی منابع و درخواست با هدف به اشتراك گذاري منابع به صورت سرویس، بر روي بستر اینترنت می¬باشد.
فهرست مطالب
چکیده ‌و
فصل اول 2
ادبیات تحقیق 2
1- فصل اول: ادبیات تحقیق 4
1-1- مقدمه 4
1-2- تعریف مسئله و سوالات اصلی تحقیق 5
1-3- ضرورت انجام تحقيق 6
1-4- فرضیه ها 6
1-5- هدفها 7
1-6- کاربردها 8
1-7- ساختار گزارش پایان نامه 8
فصل دوم 9
کلیات تحقیق 9
2- فصل دوم: کلیات تحقیق 10
2-1- مقدمه 10
2-2- محاسبات ابری 11
2-2-1 تعریف محاسبات ابری 11
2-2-2- شناخت بهتر محاسبات ابری 13
2-2-3- ديدگاه هاي مختلف در خصوص محاسبات ابري 14
2-2-4- مزایا و نقاط قوت رایانش ابری 17
2-2-5- نقاط ضعف رایانش ابری 21
2-3- مراکز داده 22
2-3-1- تعريف مركز داده 22
2-3-2- لزوم مراکز داده 24
2-3-3- ويژگي‌هاي مراكز داده 25
2-3-4- مزاياي اصلي مراكز داده 27
2-3-5- الزامات و بايدها در خصوص مراكز داده 28
2-3-6- خدمات مركز داده 30
2-3-7- ساختار مراکز داده 31
2-4- پیشینه تحقیق 34
2-5- جمع بندی 37
3- فصل سوم: الگوریتم پیشنهادی 39
3-1- مقدمه 39
3-2- الگوریتم بهینه سازی توده ذرات 40
3-3- زمان‌بندی بر مبنای بهینه سازی گروه ذرات 45
3-4- خوشه بندی k-means 48
3-5- معرفی الگوریتم پیشنهادی 49
3-6- الگوریتم ترکیبی PSO و K-means 50
3-7- تابع برازندگی 50
3-8- فلوچارت الگوریتم پیشنهادی 51
3-9- نتیجه گیری 53
4- نتایج تجربی 55
4-1- مقدمه 55
4-2- ارزیابی روش پیشهادی 55
4-3- مجموعه داده های مورد استفاده 55
4-4- زمان پاسخ 56
4-5- زمان اجرا 57
4-6- مصرف انرژی 58
4-7- نتیجه گیری 58
5- نتیجه گیری و کارهای آینده 60
5-1- نتیجه گیری 60
5-2- کارهای آینده 61