Статья:

СРАВНЕНИЕ ИНСТРУМЕНТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОБЛАЧНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ

Конференция: XXXIV Студенческая международная заочная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум: технические и математические науки»

Секция: 3. Информационные технологии

Выходные данные
Кубарев Н.А. СРАВНЕНИЕ ИНСТРУМЕНТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОБЛАЧНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ // Молодежный научный форум: Технические и математические науки: электр. сб. ст. по мат. XXXIV междунар. студ. науч.-практ. конф. № 5(34). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_tech/5(34).pdf (дата обращения: 19.08.2018)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

СРАВНЕНИЕ ИНСТРУМЕНТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОБЛАЧНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ

Кубарев Никита Александрович
магистрант Оренбургского государственного университета, РФ, г. Оренбург

Облачные вычисления являются популярной и развивающейся вычислительной моделью, имеющей особое значение для промышленности и научных разработок. Они предоставляют возможность получать программное обеспечение, платформу и даже целую инфраструктуру, имея лишь доступ к интернету.

Облачные вычисления находят все большее и большее применение в современном мире. Отсюда возникает необходимость изучать, оценивать и анализировать производительность, безопасность и другие проблемы, возникающие в облачных вычислениях. Непосредственно анализировать поведение облака с использованием реального оборудования и программных ресурсов не представляется возможным из-за высокой стоимости. Поэтому моделирование становится очень мощным инструментом для исследования облачных вычислений. В этой статье мы рассмотрим, проанализируем и сравним особенности существующих средств моделирования облачных вычислений.

CloudSim представляет собой набор инструментов (библиотек) для моделирования облачных вычислительных сред. Этот симулятор разработан в «облачной» лаборатории факультета компьютерных наук и техники Мельбурнского университета. CloudSim содержит базовые классы для описания центров обработки данных, виртуальных машин, приложений, пользователей, вычислительных ресурсов, а также политик для управления различными частями системы (например, планирования и создания резервов). Эти компоненты могут быть объединены для пользователей, чтобы оценить новую политику, алгоритмы планирования в облаке и т.п. Он представляет собой комплекс инструментов моделирования, с помощью которого большинство сценариев могут быть построены путем простого расширения или замены классов и кодирования нужного сценария [4].

Важно отметить, что CloudSim не является готовым к использованию решением, где можно установить параметры и собрать результаты для использования в будущем проекте. Вместо этого, являясь библиотекой, CloudSim требует написания программы на Java. Используя его компоненты, нужно составить нужный сценарий, а потом уже будут получены результаты для анализа производительности и безопасности облачных приложений.

Все компоненты в CloudSim общаются друг с другом посредством передачи сообщений. Используя CloudSim, пользователь может моделировать дата центры, распределение виртуальных машин в них с помощью планировщика (VMScheduler), энергопотребление, поведение сети.

Существуют другие инструменты моделирования, основанные на CloudSim, расширяющие его возможности: WorkflowSim, SimpleWorkflow, RealCloudSim, CloudReports, CloudAnalyst.

SPECI (Simulation Program for Elastic Cloud Infrastructures), представляет собой инструмент моделирования, который позволяет изучать аспекты масштабирования, а также эксплуатационные свойства будущих центров обработки данных. С учетом размера и структуры промежуточного программного обеспечения в качестве входных данных SPECI моделирует работу и поведение центров обработки данных [8].

GreenCloud представляет собой сложный симулятор пакетного уровня для энергетического обеспечения дата-центров облачных систем с акцентом на облачные коммуникации. Он предлагает детальное моделирование энергии, потребляемой оборудованием в центре обработки данных, таких как вычислительные серверы, сетевые коммутаторы и каналы связи. Он может быть использован для разработки новых решений в области мониторинга, распределения ресурсов, планирования рабочей нагрузки, а также оптимизации коммуникационных протоколов и сетевых инфраструктур.

GroudSim – это симулятор на основе событий, предложенный для научных приложений в облачных и грид средах на основе моделирования масштабируемого ядра независимых дискретных событий. Он предоставляет полный набор возможностей для моделирования сложных сценариев: от простого выполнения работ на арендованных вычислительных ресурсах до расчета затрат и фоновой нагрузки на ресурсы. GroudSim в основном концентрируется на IaaS, но легко расширяется для поддержки дополнительных моделей, таких как PaaS, DaaS и т.д [7].

NetworkCloudSim является продолжением CloudSim с масштабируемой сетью и обобщенной моделью приложения, что позволяет более точно оценить планирование и политики обеспечения ресурсных резервов для оптимизации производительности облачной инфраструктуры [4].

iCanCloud является еще одним инструментом для моделирования MPI приложений высокой производительности на больших сетях хранения данных. В этом симуляторе нет необходимости изменять код для тестирования различных архитектур. Это делается с помощью создания нового файла конфигурации [6].

TeachCloud [3] является средой моделирования и симуляции облачных вычислений. Студенты могут использовать TeachCloud для экспериментов с различными компонентами облака, такими как: узлы обработки, центры обработки данных, сети, ограничения соглашения об уровне обслуживания (SLA), сервис – ориентированные архитектуры (SOA), управление бизнес-процессами (BPM). TeachCloud является научно – ориентированным расширением CloudSim, используется для исследовательской деятельности в области облачных вычислений.

MDCSim является разновидностью инструментария CloudSim. Позволяет пользователю анализировать и прогнозировать параметры, связанные с аппаратной частью центров обработки данных (серверы, коммутаторы, маршрутизаторы и т.д.) [2].

GDCSim (Green Data Center Simulator) является симулятором для изучения энергетической эффективности центров обработки данных при различных схемах дата центров, характеристиках рабочей нагрузки, схемах управления питанием платформы и алгоритмах планирования. GDCSim используется для итеративного проектирования центров обработки данных. Он подходит для онлайн анализа [1].

Таблица 1.

Сравнение инструментальных средств моделирования

Название

Поддержка GUI

Язык

Поддержка TCP/IP

Доступность

CloudSim

Ограниченная

Java

Нет

Открытый ресурс

SPECI

Ограниченная

Java

Нет

Открытый ресурс

GreenCloud

Ограниченная

C++

Есть

Открытый ресурс

GroudSim

Отсутствует

Java

Есть

Нет

NetworkCloudSim

Отсутствует

Java

Нет

Открытый ресурс

iCanCloud

Полная

OMNet, MPL, C++

Нет

Открытый ресурс

TeachCloud

Полная

Java

Нет

Открытый ресурс

MDCSim

Отсутствует

C++/Java

Нет

Коммерческий ресурс

GDCSim

Отсутствует

C++/XML

Нет

Открытый ресурс

 

В таблице 1 представлены рассмотренные инструментальные средства моделирования облачных систем, сравнены их характеристики относительно поддержки графического интерфейса, TCP/IP, используемого языка программирования. Подводя итог, можно сделать вывод, что каждый симулятор имеет свои плюсы и минусы, и выбор подходящего происходит в зависимости от требований и уровня подготовки пользователя.

 

Список литературы:
1. Gupta S., Gilbert R., Banerjee A., Abbasi Z., Mukherjee T., and Varsamopoulos G., Gdcsim: A tool for analyzing green data center design and resource management techniques// Green Computing Conference and Workshops (IGCC) – 2011, Р. 1–8.
2. Jain P., Study and comparison of various cloud simulators available in the cloud computing// International Journal of Advanced Research in Computer Science and Software Engineering – 2013, vol. 3, № 9.
3. Jararweh Y., Alshara M., and Kharbutli M., Teachcloud: A cloud computing educational toolkit// Proceedings of the 1st International IBM Cloud Academy Conference (ICA CON 2012), IBM, Research Triangle Park, NC, USA, 2012.
4. Kumar G., Networkcloudsim: Modelling parallel applications in cloud simulations // Fourth IEEE International Conference on Utility and Cloud Computing – 2011. 
5. Kumar P., An overview and survey of various cloud simulation tools// Journal of Global Research in Computer Science – 2014, vol. 5, № 1.
6. Nunez A., Fernandez J., Garcia J., and Carretero J., New techniques for simulating high performance mpi applications on large storage networks// Cluster Computing, 2008 IEEE International Conference, Р. 444–452.
7. Ostermann S., Plankensteiner K., Groudsim: an eventbased simulation framework for computational grids and clouds // CoreGRID/ERCIM Workshop on Grids and Clouds. Springer Computer Science Editorial – 2010.
8. Sriram I., Speci, a simulation tool exploring cloud-scale data centres // CloudCom – 2014, vol. 5, № 1, Р.381–392.