Μελέτη ενεργειακά αποδοτικής λειτουργίας κέντρων αποθήκευσης και υποδομών υπολογιστικού νέφους μέσω προσομοίωσης

Abstract

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη και η προσομοίωση συνεργατικών αλγορίθμων ενεργειακής κατανάλωσης, στόχος είναι η διατήρηση της ενεργειακής απόδοσης σε υψηλά επίπεδα για μεγάλης κλίμακας κέντρων αποθήκευσης και διαχείρισης δεδομένων. Η ολοένα αυξανόμενη ζήτηση των εφαρμογών για υπολογιστική ισχύ και αποθηκευτικούς χώρους, σε συνδυασμό με το μοντέλο συστημάτων υπολογιστικών νεφών, οδήγησαν στην δημιουργία μεγάλης κλίμακας κέντρων δεδομένων. Τα κέντρα αυτά καταναλώνουν τεράστιες ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας με αποτέλεσμα υψηλό κόστος λειτουργίας και αυξημένες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα. Στην παρούσα εργασία θα γίνει μοντελοποίηση και αξιολόγηση των ενεργειακών πολιτικών και αλγορίθμων, χρησιμοποιώντας τη πλατφόρμα CloudSim, μια επεκτάσιμη βιβλιοθήκη java που υποστηρίζει μεγάλες υποδομές υπολογιστικών νεφών. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται εισαγωγή στα συστήματα υπολογιστικών νεφών και τα βασικά συστατικά τους. Παρουσιάζεται η ταξινόμηση τους με βάση τα μοντέλα υπολογιστικών νεφών και με βάση την τοπολογία τους. Αναλύονται τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα που παρουσιάζουν, καθώς και τα πρωτόκολλα επικοινωνίας, επίσης γίνεται αναφορά στην ασφάλεια. Τέλος γίνεται ανάλυση της διαχείρισης των SLAs με βάση την ποιότητα των υπηρεσιών (Quality of Services, QoS). Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζεται η εργαλειοθήκη του CloudSim, τα βασικά συστατικά της και ο κύκλος ζωής της. Στη συνέχεια παρουσιάζονται και αναλύονται οι αλγόριθμοι ενεργειακής κατανάλωσης. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η σύγκριση των αλγορίθμων ενεργειακής απόδοσης και αναλύονται τα συμπεράσματα που βγάλαμε από τα αποτελέσματα της προσομοίωσης.