Virtual power: a cost model based on the processor energy consumption per virtual machine in IaaS clouds

The outsourcing of computing services has been through constant evolutions in the past years, due to the increase of demand for computing resources. Accordingly, data centers are the main suppliers of computing service and cloud-based computing services provide a new paradigm for the offer and consumption of these computing resources. A substantial motivator for using cloud computing is its pricing model, which enables to charge the customer only for the resources he used, thus adopting a pay-as-you-use cost model. Among cloud-based computing services, the service type Infrastructure-as-a-Service (IaaS) is the one mostly used by companies that would like to outsource their computing infrastructure. The IaaS service, in most cases, is offered through virtual machines. This paper revisits the cost models used by data centers and analyses the costs of supply of virtual machines based on IaaS. This analysis identifies that electricity represents a considerable portion of this cost and that much of the consumption comes from the use of processors in virtual machines, and that this aspect is not considered in the identified cost models. This paper describes the Virtual Power Model, a cost model based on energy consumption of the processor in cloud-based, virtual machines in IaaS. The model is based on the assumptions of energy consumption vs. processing load, among others, which are proven through experiments in a test environment of a small data center. As a result, the Virtual Power Model proves itself as a fairer pricing model for the consumed resources than the identified models. Finally, a case study is performed to compare the costs charged to a client using the cost model of Amazon for the AWS EC2 service and the same service charged using the Virtual Power Model.A terceirização dos serviços de computação tem passado por evoluções constantes nos últimos anos em função do contínuo aumento na demanda por recursos computacionais. Neste sentido, os data centers são os principais fornecedores de serviço de computação e os serviços de computação em nuvem proporcionam um novo paradigma na oferta e consumo desses recursos computacionais. Um considerável motivador do uso das nuvens computacionais é o seu modelo de tarifação que possibilita a cobrança do cliente somente dos recursos que ele utilizou, adotando um modelo de custo do tipo pay-as-you-use. Dentre os serviços de computação em nuvem, o serviço do tipo IaaS (Infrastructure-as-a-Service) é um dos mais utilizados por empresas que desejam terceirizar a sua infraestrutura computacional. O serviço de IaaS, na grande maioria dos casos, é ofertado através de instâncias de máquinas virtuais. O presente trabalho revisita os modelos de custos empregados em data centers analisando a formação dos custos no fornecimento de máquina virtuais em nuvens baseadas em IaaS. Com base nesta análise identificasse que a energia elétrica possui uma parcela considerável deste custo e que boa parte deste consumo é proveniente do uso de processadores pelas máquinas virtuais, e que esse aspecto não é considerado nos modelos de custos identificados. Este trabalho descreve o Modelo Virtual Power, um modelo de custo baseado no consumo de energia do processador por máquina virtual em nuvens IaaS. A constituição do modelo está baseada nas premissas de consumo de energia vs. carga de processamento, entre outros, que são comprovados através de experimentação em um ambiente de testes em um data center de pequeno porte. Como resultado o Modelo Virtual Power mostra-se mais justo na precificação dos recursos consumidos do que os modelos identificados. Por fim, é realizado um estudo de caso comparando os custos tarifado a um cliente empregando o modelo de custo da Amazon no serviço AWS EC2 e o mesmo serviço tarifado utilizando o Modelo Virtual Power.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio