Quality Of Service Trades-offs Between central Data Centers And Nano Data Centers

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Instıtute of Science and Technology, 2015Hepimiz farkındayız ki günümüzde teknoloji hızla gelişmektedir ve kişilerin gün geçtikçe yeni teknolojik yapılarla karşı karşılaşmasına sebep olmaktadır. Bulut bilişimö web uygulamalarının geliştirmesi ve zenginleştirilmesinde kullanılan en iyi ve yeni teknolojilerinden birisidir. Son yüzyılda, dünyanın dört bir yanındaki internet kullanıcıların büyük bir kısmı bir veya birden fazla internete bağlı cihaza ve bu cihazlardaki çeşitli programlara sahipler. Bu aplikasyonların vasıtası ile üretilen veri hacminin çok büyük bir seviyede olduğundan dolayı ve bunun yanında düşük kalitede veri yönetimi metotları kullanmak neticesinde servis sunucular yavas¸ veya kesintili çalışabilirler ve bu düşük servis kalitesi müşterilerin memnuniyetini ve müşteri sayısını azaltabilir. ˙Internet tabanlı teslimat oluşturucuları günümüzdeki altyapılarda düs¸ük kalitede olan servislerin en önemli sebeplerinden bir tanesidir. Kullanıcılar herhangi bir servis isteği oluşturduklarında o servis isteği internet üzerinden sunuculara ulas¸ır ve sunucu isteği işledikten sonra ona uygun servisi sağlar. Bu işlem zaman alır ve zaman alıcı olmasından dolayı sunucunun servis sağlamasında gecikmelere neden olur. Biz bu çalışmada isteklerin ve servislerin, kullanıcı ve sunucuya ulaşmaları için daha kısa bir mesafe hareket etmelerini ve böylece servislerin daha kaliteli bir şekilde sunulmalarını amaçlıyoruz. Bunun için veri merkezlerini yerel çevrelere taşımayı ve kullanıcıların daha hızlı ve daha az enerji harcayarak servislere ulaşmalarını hedefliyoruz. Bulut bilişimin kendi içerisinde barındırdığı ve belli düzeyde geliştirilmesi gereken kısımları mevcuttur. Bu çalışmada bulut bilişimin alt yapısında bulunan veri merkezinin performansı değerlendirilmiştir. Veri miktarının büyüklüğü günümüzün bu alanda en büyük sorunlarından bir tanesidir. Veri miktarındaki artış, yönetim boşluğuna sebep olmakla birlikte veri merkezinin güncel konfigürasyounun tüketici memnuniyetini karşılamamasına neden olmaktadır. Bu sebepten ötürü bu çalışmada güncel veri merkezi konfigürasyonlarının yerine bir takım dag˘ıtılmıs¸ veri merkezlerinin performansı hizmet kalitesini artırmak amacıyla inceleme yoluna gidilmiştir. Yapılan bu çalışmada JAVA programında yazılan ve CloudSim üzerinde inşa edilmiş olan CloudAnalyst simülatörü kullanılmıştır. Mevcut veri merkezi nano düzeydeki veri merkezlerinin değiştirilmesi yoluna başvurularak yeni düzenin eski sistemle kıyaslanması sağlanmıs¸tır. Değişen veri merkezinin özellikleri ise şu şekilde sıralanabilir: Hafıza kapasitesi, işlem hızı, bant genişliği ve bununla birlikte yerel merkezlerine istek gönderen tüketici sayısındaki değişimdir. Bu çalışmada ayrıca tüketici memnuniyeti etkileyen en önemli iki faktör olması sebebiyle eski sistemin ile geliştirilmiş nano düzeydeki yeni sistemi performans açısından ve sistemlerin kurulum maliyetleri açısından zamana bag˘lı olarak farklı grafikler üzerinde gösterilmis¸tir. Bu grafikler bu açıdan deg˘erlendirildig˘inde nano düzeydeki veri merkezlerinin mevcut sisteme göre daha etkili çalıs¸tıg˘I gözlemlenmis¸tir. Sonuç olarak nano düzeyde veri merkezlerinin en iyi hizmet verdig˘i es¸ik deg˘erleri tespit edilmis¸tir. Bu çalıs¸mada yapılmıs¸ olanlar, özünde Nano servislerinin kullanıcılar için en iyi performansı sağlamaları ve kullanıcılar tarafından olus¸turulan isteklere en iyi bir biçimde hizmet sunmaları için onların yukarda belirlenen özelliklerini değiştirerek en iyi çalışacakları duruma gelmelerini sağladık. Ancak bazı bu özelliklerin değiştirildikleri zaman etkileri tepki süresi ve performans maliyeti üzerinde çok düşük bir seviyede olduklarından dolayı bu çalışmada bizim için bellek kapasitesi ve buna benzer olan ilginç ve etkili davranıs¸ları olan özellikler daha önemli olmaktadır. Bu sonuçlar çeşitli sistemlerdeki farklı yapılandırma ihtiyaçlarına göre farklı miktarlarda kullanılabilir olacak. Sonunda ise farklı özelliklerin sonuçlarını bir grafikte göstererek veri merkezlerinin hangilerinin kullanıcılara daha kaliteli servisler sunduğunu grafikteki noktaları kullanarak göstermeye çalışıyoruz. Bu grafikler bazı durumlarda, özellikle veri merkezlerinin kategorilerinin sınırlı bir biçimde değiştirilebilir oldukları zaman onların özelliklerinin daha hassas bir şekilde belirlenmesine yardımcı olurlar. Veri merkezlerinin kalitesi aslında oluşturucuların kalitesinde olması gerekmektedir. Veri merkezlerinin kullanıcı isteklerine istenen kalitede cevap vermeleri için özelliklerinin, konumu ve algoritmasının ayarlanması gerekmektedir. Kaliteli kablolar, güç dağıtım üniteleri soğutma sistemleri ve benzeri şeylerin sadece bir servis sunucusunun veri merkezi kurulumu konusunda sorunsuz olduğu zaman etkileyici olurlar. Örnek olarak NDCs’ın performansını gerçekten anlamamız için bu konuya herkesin bildiği ve kolayca anladığı bir biçimde yaklaşmamız gerekmektedir. ˙Içinde bulunduğumuz yüzyılda herkesin evinde, masasında ve hatta cebinde interneti bağlı olan cihazlar bulunmaktadır. Laptop, bilgisayar, TV ve tablet gibi cihazlar. Tüm bu cihazlar sürekli veri üretiyorlar ve CDC’lerdeki yönetim eksikliği ve aşırı derecede karmaşıklık performansın sorunlu olması ve garanti olmamasına sebep olur. Günümüzdeki veri merkezleri sunucuları yönetmekte sıkıntı yas¸amaktalar. Bir kullanıcının isteklerine kaliteli bir servis sunulması için düzgün bir şekilde planlama gerekmektedir. Sistemdeki herkesin ve her şeyin birbiri ile uyumlu bir biçimde çalışabilmesi gerekmektedir. Veri merkezlerinin ömrü boyunca sunuculardaki bazı bilinen sıkıntılar onların yapılmasında zorluklara neden olabilir. Mühendislik tasarımı ve yapılandırması, donanımların ömrünün bittiğindeki operasyonlar, donanımların tamiri ve güncellenmesi bu problemlerin bazısıdırlar. Dikkate alınması gereken başka sıkıntılar ise, bazı durumlarda kullanıcılar veri merkezleri alanında uzman olmayan bir firmayı tercih edebilirler veya kurucuların veri merkezi sistemlerini bilmiyor olabilirler. Bu bir sürekli olan kalite kontrolü meselesidir. Ayrıca buradaki söylenen problemler sıkça yaşanan problemlerdenler. Bunlarla karşılaşmak aslında her türlü kullanıcı ile çalıştığınız zaman mümkündür. Bazı büyük firmalarda çalıs¸anlar arasındaki iletis¸im seviyesi çok düs¸ük olur veya küçük bir firmada sizin isteklerinizi kars¸ılayacak kaynaklar bulunmayabilir. Bu yetersizlikler çoğu zamanlarda kullanıcıların internet servisleri kalitesinden memnun kalmamalarına sebep olur ve internet servisi sunucuları servis kalitesinin garantilenmesi için hiçbir şey yapamazlar. Bunun da asıl nedeni ise günümüzdeki kullanılan topoloji ve veri merkezlerinin modelidir. Internet tabanlı servislerin enerjiyi yetersiz kullanmaları ve kalite kontrolünün zorlaşması ve kişiselleştirmede sorun yaşamalarına da dikkat etmemiz lazım.We all know progress speed of technology is really fast and every day we encounter several new topics. Cloud computing is one of the recently emerging technologies in computer science. However cloud computing is almost new, There are lots of gaps that need attention. In our research we decide to consider data centers’ performance in cloud computing infrastructure. Huge amount of data is one of the serious problem in today’s world. This rising amount of data cause lack of management and current configuration of data centers could not satisfy consumer’s requests. We decide to investigate the performance of a specific kind of distributed approach instead of current centralized approach, to check if they could give better quality of services. For our experiment we use CloudAnalyst simulator which written in java and built on CloudSim (Buyya et al., 2009, p. 1265). By replacing a central data center with Nano data centers, we start to check their performance in comparison of central data center. Changing different properties of data center include: memory capacity, processor speed, bandwidth and number of user bases whom send requests to their local data center, we compare central and nano data center performance on different aspects like response time and performance cost, since these two factors are the most important factors we need them to be desirable. By interpreting our charts we show that our nano data centers works much better than central data centers. Finally we try to get some threshold point which our nano data center could give their best quality of services in. Actually we changed different properties of data center to find best point value that in which Nano data centers could reach their best performance and give better quality of services to their requests. However some properties has no impressive effect on response time or performance cost we try to do experiment more on those which act differently, like memory capacity. Also we conduct our experiments with some kind; of proportions between resources to obtain relativistic results. Finally we combine results of different properties two by two in one chart to show points which data centers give better quality of services with considering more than one properties. These kinds of analyses could be beneficial when for example we have a boundary for changing data centers’ categories and by referring to our charts could decide more precisely about constructing data center properties.Yüksek LisansM.Sc