Taqsimlangan bulutli ma’lumot markazi virtual resurslarini shakllantirish va foydalanuvchilarga taqdim etish algoritmlarini yaratish

TAQSIMLANGAN BULUTLI MA’LUMOT MARKAZI VIRTUAL RESURSLARINI SHAKLLANTIRISH VA FOYDALANUVCHILARGA TAQDIM ETISH ALGORITMLARINI YARATISH

411-20 AUT guruhi

Mangliyev Sherzod To’raboy o’g’li

Maqolada yuqoridagi mavzuga tegishli bo’lgan ikkita ilmiy izlanish tahlili amalga oshirilgan bo’lib, tahlil natijalarni ko’rib chiqishga qaratilgan.

O’tkazilgan tahlil natijasida tadqiqotning keying bosqichlarida vazifalar belgilab olingan.

Tayanch so’z va iboralar: bulutli texnologiyalar, bulutli ma’lumotlar markazi, Lloyd metodi, Markazlashgan Voronoi diagrammasi, Pareto effekti, virtual mashina, migratsiya energiyasi.

Kirish. Hozirgi kunda butun dunyoda bulutli texnologiyalar xizmatlari ommalashib bormoqda. Bulutli texnologiyalar - bu Internet-foydalanuvchiga Internet-xizmat sifatida kompyuter resurslari taqdim etiladigan ma'lumotlarni qayta ishlash texnologiyalari. "Bulut" so'zi bu erda barcha texnik tafsilotlarni yashiradigan murakkab infratuzilmani ifodalovchi metafora sifatida mavjud. Bulutli texnologiyalar yordamida ko’rsatiladigan texnologiyalar orasida bulutli ma’lumotlar markazi ham alohida ahamiyatga ega. Lekin bu bulutli texnologiyalar taqdim etishi mumkin bo’lgan xizmatlarning bittasi xolos. Bulutli hisoblash ham ushbu texnologiya yaratishi mumkin bo’lgan xizmatlarning biri.

Bulutli ma'lumotlar markazi - onlayn saqlash modeli, unda ma'lumotlar tarmoqda tarqatilgan ko'plab serverlarda saqlanadi va mijozlar, asosan uchinchi tomon tomonidan foydalanish uchun taqdim etiladi. O'zining maxsus serverlarida ma'lumotlarni saqlash uchun ushbu maqsadlar uchun maxsus sotib olingan yoki ijaraga olingan modeldan farqli o'laroq, serverlar soni yoki har qanday ichki tuzilishi umuman mijozga ko'rinmaydi. Ma'lumotlar mijoz nuqtai nazaridan bitta yirik virtual serverni ifoda etadigan bulut deb nomlangan holda saqlanadi va qayta ishlanadi. Jismoniy jihatdan, bunday serverlar bir-biridan uzoqroq, turli qit'alar joylashgan joyga qadar joylashgan bo'lishi mumkin. Bulutli ma’lumotlar markazi ko’plab afzalliklarga ega. Ushbu texnologiya juda ko’p jihatlarda ishni yengillashtiradi. Ushbu yengilliklar sifatida quyidagilarni keltirish mumkin:

─ Ma'lumotni saqlash uchun siz qimmatbaho kompyuter va aksessuarlarni sotib olishingiz shart emas, chunki hamma narsa "bulutda" saqlanadi;

─ Kompyuterning ishlashi yaxshilanadi, chunki ofis ishlarida va boshqa sohalarda bulutli texnologiyalar masofadan turib dasturlarni boshqaradi, shuning uchun kompyuterda juda ko'p bo'sh joy qoladi;

─ Har yili texnik xizmat ko'rsatish bilan bog'liq muammolar kamayadi, chunki jismoniy serverlar soni doimiy ravishda kamayib boradi va dasturiy ta'minot doimo yangilanib turadi;

─ Dasturni sotib olish narxi kamayadi, chunki dasturni "bulut" uchun faqat bir marta sotib olish kerak va bu hammasi, va ba'zida siz uni ijaraga buyurtma qilishingiz ham mumkin;

─ Bulutli texnologiyalar saqlanadigan ma'lumotlar miqdorida cheklovlarga ega emas. Aksariyat hollarda bunday xizmatlar hajmi millionlab gigabaytni tashkil qiladi;

─ Dasturlar avtomatik ravishda yangilanadi, shuning uchun yuklab olingan dasturlarda bo'lgani kabi, bunga rioya qilishning hojati yo'q.

Taqsimlangan bulutli ma’lumot markazi virtual resurslarini shakllantirish va foydalanuvchilarga taqdim etish algoritmlarini yaratish bo’yicha nazariy va amaliy ishlanmalar tahlili. [1] ishda bulutli ma’lumotlar markazini arzon narxlarda shakllantirish bo’yicha izlanish va modellashtirish ishlari ko’rib chiqilgan. Modellashtirish jarayonida ilmiy izlanish mualliflari markazlashgan Voronoi diagrammasidan foydalanilgan va ma’lumotlar markazini joylashuvini aniqlash uchun klassik Lloyd metodidan foydalanilgan. [2] ishda bulutli ma’lumotlar markazini energiya tejamkor usullar yordamida joylashtirish uchun yechim taklif qilingan. [1] ishda tarmoqning yaxshi xizmat ko’rsatishini ta’minlash uchun optimal yechim izlangan bo’lib, buning uchun Lloyd metodining chekli takrorlanishlar usulidan foydalanilgan. Ushbu ishda ma’lumotlar markazini joylashtirish va qurish mumkin bo’lgan bir qancha variantlar ishlab chiqilgan. Ularning orasidan optimal yechimni tanlash muammosi ko’rib chiqilgan va shu ustida model yaratilgan. Yaratilgan model mashhur simulyatsiya platformasi bo’lgan CDNSim (a simulation tool for content distribution networks) da test qilingan. Hosil bo’lgan natijalardan eng ko’p, eng kam, o’rtacha xarajat talab qiladigan algoritm natijalari tanlab olinib grafikda ko’rsatilgan. Bu ilmiy izlanishda amalga oshirilgan asosiy ish ikki bosqichli takrorlanishlar operatsiyasi bo’lib, ushbu takrorlanishlar orqali optimal yechimga yaqinlashib boriladi. Birinchi bosqichda butun tarmoqni bir qancha Voronoi regionlariga ajratib chiqiladi. So’ngra har bir regionda lokal optimal yechim joylashuvi aniqlanadi. Har bir regiondagi optimal yechimlar ichidan kerakli umumiy optimal yechim olinadi.

[2] ishda ma’lumotlar markazining energiya isrofini kamaytirish va xizmat sifatini saqlashga e’tibor berilgan. Energiya isrofini kamaytirish orqali ma’lumotlar markazini qurishda sarf-xarajatlar kamayishini ta’minlash uchun yechim taklif etilgan. Lekin bu holat ma’lumotlar markazining xizmat sifatini tushirishi mumkinligi aytib o’tilgan bo’lib, bunga ortiqcha yuklama resursalari sabab bo’lishi mumkinligi mualliflar tomonidan ta’kidlangan. Mualliflar asosiy e’tiborni mana shu ikki masalaga, ya’ni energiya sarfini kamaytirish va bir vaqtning o’zida xizmat sifatini saqlab qolish yoki uni oshirishga qaratilgan izlanish olib borishgan. Buning uchun ular dinamik ko’p obyektli virtual mashinalarni joylashtirish metodini taklif qilishgan. Mualliflar taklif qilgan yechim resurs isrofini, migratsiya energiyasini va ortiqcha yuklamalarni kamaytirishda sezilarli natijalarga erishishga olib keladi. Simulyatsiya natijalari quyidagi natijalarni bergani aytib o’tilgan:

− Migratsiya energiyasining 57% gacha kamayishi;

• 
  Xizmat sifati buzilishlarining 6% dan kamroq qiymatga o’sishi.
  

Ushbu ish natijalari xizmat sifati kamayishini ko’rsatdi. Ular foydalangan model Pareto optimal virtual mashinalar joylashuvi to’plamini topishga asoslangan bo’lib, ushbu modelda biron yutuqqa erishish uchun boshqa tomondan yo’qotish bo’lishi aniq ekanligi isbotlangan. Xizmat sifatidagi yo’qotishlarga qaramasdan migratsiya energiyasining katta o’sishi kuzatilganligi bu yechimning yaxshi natijaga erishganligini ko’rsatadi. Chunki xizmat sifatidagi yo’qotishlar o’sishi 6% ni tashkil qilgan bo’lsa, energiya sarfi 57% ga kamaygan. Umuman olganda mualliflar ishlab chiqqan simulyatsiya eng kamida 57% yutuqni ko’rsatgan. Ular ishlab chiqqan simulyatsiya 76% lik yutuq natijasi ham mavjud. Ammo bir jihat mavjudki, mualliflar ushbu izlanishlarda tarmoq va xotira diski resurslarini hisobga olishmagan. Keyinchalik mualliflar o’z xulosasida keying izlanishlarda izlanishlar qamrovini kengaytirib tarmoq va disk reesurslarini ham hisobga olishlarini aytib o’tgan. Bundan tashqari ular keyinchalik avtomatik tarzda eng yaxshi Pareto yechimini tanlash sistemasini ishlab chiqishga urinishlarini aytib o’tishgan.

Xulosa. Xulosa sifatida shuni aytish mumkinki, yuqoridagi ikki ilmiy izlanish ham optimal ma’lumotlar markazini tashkil qilish algoritmini ishlab chiqishga qaratilgan va yaxshi natijalarga erishishgan. Yana bir jihatni aytib o’tish lozimki, bu ikki izlanish bir-biridan izlanish qamrovida farq qiladi. Ikki ilmiy izlanishda ha optimal algoritm qidirilgan bo’lsa ham, izlanishlarda boshqa-boshqa jihatlar tahlil qilingan. Bu esa ushbu ikki izlanishni birlashtirish va yanada optimal yechimga erishish mumkinligini bildiradi.

Adabiyotlar:

1. On Distributed Algorithms for Cost-Efficient Data Center Placement in Cloud Computing. Wuqiong Luo, Wee Peng Tay, Peng Sun, Yonggang Wen. https://arxiv.org/abs/1802.01289v1

2. Ennio Torre, Juan J. Durillo, Vincenzo de Maio, Prateek Agrawal, Shajulin Benedict, Nishant Saurabh, Radu Prodan, A dynamic evolutionary multi-objective virtual machine placement heuristic for cloud data centers, Information and Software Technology, Volume 128, 2020, 106390, ISSN 0950-5849,

3. Pareto efffekti. https://en.wikipedia.org/wiki/Pareto_efficiency

4. Markazlashgan Voronoi diagrammasi. https://en.wikipedia.org/wiki/Centroidal_Voronoi_tessellation

5. Lloyd algoritmi. https://en.wikipedia.org/wiki/Lloyd%27s_algorithm