技術名稱 具資源最小化之負載平衡機制與雲端服務中介平台設計
計畫單位 國立屏東科技大學
計畫主持人
技術簡介
資訊科技快速演進,從傳統分散式運算、網格運算至現今雲端運算,其中虛擬化技術使硬體資源更具彈性,隨著需求增加或減少,可輕易達到快速部署與動態資源調度,更是雲端運算能夠快速發展之關鍵因素,雲端運算服務提供使用者經由網際網路即能遠端存取高效能運算、分散式儲存與通訊等服務,在近幾年雲端運算已逐漸成為各家資訊科技業者發展之重點目標。有鑑於此,本研究提出一在資源可變下的雲端服務最佳化模型,透過使用者願支付成本、不同等級虛擬機器效能以及租用價格,在使用者需求量的變動下進行資源的調整,於系統實作部份,本研究結合具彈性與跨異質平台之網路服務,提供服務開發者能夠註冊與部署之雲端中介平台,並設計一最小能源負載平衡機制。此EM-LB機制考量實體機器溫度與功率消耗資訊,以維持實體機器於安全溫度範圍內之低功率使用,減少熱點產生與能源消耗,並且依據虛擬機器可用之運算資源計算服務所需耗費時間,挑選符合在服務水平協議下的虛擬機器進行分派,達成確保服務品質之目標。最後,本研究利用雲端模擬工具CloudSim建構資料中心、大量的實體機器與虛擬機器等雲端環境,藉由模擬及分析EM-LB機制在雲端環境中所造成實體機器的溫度變化、可用性變化與能源消耗結果來驗證此機制之可行性,同時採用虛擬化軟體VirtualBox實現雲端服務中介平台之設計與實作,針對使用者不同需求量變化,透過LINGO軟體來建立雲端服務最佳化模型,最後系統模擬結果顯示本研究所提出之雲端服務最佳化模型可以求取最佳解,而系統實作成果可改善業界雲端服務系統效能平衡以及伺服器大量運算過熱之問題。
科學突破性
針對雲端計算之
1.負載平衡機制 (Load-Balance)
2.能源耗損最小化控制 (Energy Consumption Minimization)
3.服務最佳化模型(Service Optimization Model)
產業應用性
雲端服務類型常會分成以基礎建設為服務(Infrastructure as a Service, IaaS)、以平台為服務(Platform as a Service, PaaS)以及以軟體為服務(Software as a Service, SaaS),PaaS雖然市場規模最小,但卻可創造一群合作夥伴及開發人員,並提供廠商及客戶更簡易開發新應用以及客製化現有應用的方式,目前已有高達150多種PaaS產品存在市場上,因此是競爭十分激烈的領域。在中介平台軟體技術中以服務導向架構(Service Oriented Architecture, SOA)最為熱門,服務導向架構以服務(Service)為基本單位,採用開放式資料標準格式(如:HTTP、XML等),定義服務標準介面(Interface)透過Web通訊協定進行訊息或資料的交換,但傳統中介平台架構無法輕易依據市場上變動的需求進行伺服器資源調整,可能造成資源的浪費或不足,並且不易保證一定的服務品質(Quality of Service, QoS),本研究設計一雲端服務中介平台,提供服務開發者整合註冊及部署介面,利用負載平衡機制,有效分散使用者服務請求,減少伺服器熱點的產生,以維持系統與服務穩定,減少能源的消耗,並藉由雲端服務最佳化模型,依據使用者需求的變動進行資源調整。
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