Hardware resource use intellectualization of data centers providing cloud-computing services

Abstract

В настоящее время набирает популярность технология облачных вычислений – технология, в рамках которой компьютерные ресурсы центра обработки данных предоставляются пользователю по сети как онлайн-сервис. Спрос стимулирует рост количества и размеров центров обработки данных, оказывающих данные услуги. Пандемия стала причиной перехода многих сервисов в режим онлайн. Многие организации подчеркнули для себя эффективность удаленной работы, в связи с чем выросла распространенность дистанционного обучения. Таким образом, возникает необходимость оптимизации работы ИТ-инфраструктуры поставщиков облачных услуг в целях повышения ее экономичности и экологичности (соответствие концепции Green computing) при сохранении заранее определенного уровня качества обслуживания. Одной из ключевых проблем оказания услуг облачных технологий является оптимальное распределение виртуальных машин на физических серверах. Данной проблемой занимались многие исследователи, и в этой работе проведен анализ существующих подходов к ее решению. Все они основаны на анализе текущей рабочей нагрузки с последующей корректировкой распределения виртуальных машин. В работе предлагается интеллектуализация использования аппаратных ресурсов центра обработки данных, которая заключается в превентивном управлении аппаратными платформами, размещении виртуальных машин, основанном на прогнозировании рабочей нагрузки в будущем. Для апробации предлагаемого подхода использованы возможности фреймворка CloudSim. Nowadays, cloud computing technology is gaining popularity. That is a technology in which the computer resources of a data center are provided for a user over a network as an online service. Demand stimulates the growth in the number and size of data centers that deliver these services. The pandemic has led to the transition of many services to online mode. Many organizations have noted the effectiveness of remote work and, therefore, the prevalence of distance learning is growing. Thus, there is a need to optimize the operation of service providers’ IT infrastructure in order to increase its cost-effectiveness and environmental friendliness (compliance with the Green computing concept) while maintaining a predetermined level of service quality. One of the key challenges of providing cloud services is the optimal distribution of virtual machines on physical servers. This problem has been studied by many researchers, and in this article the analysis of the existing approaches to its solution is carried out. All of them are based on the current workload examination and then adjusting the allocation of virtual machines. This paper proposes hardware resource use intellectualization of a datacenter, which involves proactive management of hardware platforms, placement of virtual machines, based on the prediction of the workload in the future. To test the outlined approach, we used the capabilities of the CloudSim framework.