Abstract
Cloud computing offers utility-oriented IT services to users worldwide. Based on a pay-as-you-go model, it enables hosting of pervasive applications from consumer, scientific, and business domains. However, data centers hosting Cloud applications consume huge amounts of electrical energy, contributing to high operational costs and carbon footprints to the environment. Therefore, we need Green Cloud computing solutions that can not only minimize operational costs but also reduce the environmental impact. In this paper, we define an architectural framework and principles for energy-efficient Cloud computing. Based on this architecture, we present our vision, open research challenges, and resource provisioning and allocation algorithms for energy-efficient management of Cloud computing environments. The proposed energy-aware allocation heuristics provision data center resources to client applications in a way that improves energy efficiency of the data center, while delivering the negotiated Quality of Service (QoS). In particular, in this paper we conduct a survey of research in energy-efficient computing and propose: (a) architectural principles for energy-efficient management of Clouds; (b) energy-efficient resource allocation policies and scheduling algorithms considering QoS expectations and power usage characteristics of the devices; and (c) a number of open research challenges, addressing which can bring substantial benefits to both resource providers and consumers. We have validated our approach by conducting a performance evaluation study using the CloudSim toolkit. The results demonstrate that Cloud computing model has immense potential as it offers significant cost savings and demonstrates high potential for the improvement of energy efficiency under dynamic workload scenarios
چکیده
امروزه رایانش ابری در سرتاسر دنیا اقدام به ارائه‌ی سرویس‌های کاربرد محور به کاربرانش نموده است. بر مبنای پرداخت به ازای استفاده، این سرویس باعث شده تا اپلیکیشن های گسترده‌ی کاربران که شامل دامنه‌های تجاری و علمی می‌باشد مورد پشتیبانی قرار گیرد. اگرچه دیتاسنترهایی که اپلیکیشن های ابری را مورد میزبانی قرار می‌دهند، انرژی الکتریسیته‌ی زیادی را مصرف کرده و باعث افزایش هزینه‌های عملیاتی و تحمیل کربن فوت پرینت به محیط می‌گردند. بنابراین نیاز است تا از راه‌حل‌های رایانش ابری سبز استفاده گردد به‌طوری‌که نه‌تنها باعث کاهش هزینه‌های عملیاتی گردد بلکه تأثیر محیطی را نیز کاهش دهد. در این مقاله قصد داریم تا یک چارچوب معماری را به همراه اصولی برای رایانش ابری کارآمد ازنظر انرژی ارائه دهیم.بر مبنای این معماری، دیدگاه خود را به همراه چالش‌های پژوهشی باز ارائه می‌دهیم و الگوریتم‌های تدارک و تخصیص را نیز برای مدیریت محیط‌های رایانش ابری ارائه می‌دهیم.
هیروستیک های تخصیص آگاه از انرژی پیشنهادی، منابع دیتاسنتر را به‌طوری در اختیار کاربر قرار داده که بهره‌وری انرژی در دیتاسنتر بهبود پیدا کند و درعین‌حال کیفیت سرویس قابل قبولی را ارائه دهد. به‌طور خاص، در این مقاله پژوهشی را بر روی رایانش کارآمد ازنظر انرژی انجام می‌دهیم و موارد زیر را پیشنهاد می‌کنیم:
اصول معماری برای مدیریت کارآمد انرژی در کلودها
سیاست‌های تخصیص منبع به شکل کارآمد ازنظر مصرف انرژی و
تعدادی چالش پژوهشی باز که می‌تواند مزایای قابل‌ملاحظه‌ای را برای هردوی سرویس‌دهنده‌ی ابری و مشتری به همراه داشته باشد.
روش خود را به‌وسیله‌ی مطالعه‌ی ارزیابی کارائی در کیت ابزار CloudSim مورد ارزیابی قرار می‌دهیم. نتایج نشان می‌دهد که مدل رایانش ابری دارای پتانسیل بالایی بوده و می‌تواند کاهش هزینه‌ی عمده‌ای را به همراه داشته باشد.
1-مقدمه
رایانش ابری را می‌تواند به‌عنوان یک پاراداریم جدید برای تدارک پویای سرویس‌های ابری که به‌وسیله‌ی دیتاسنترهای مدرن پشتیبانی می‌شوند و از فناوری‌های ماشین مجازی برای اهداف تثبیت و ایزوله سازی محیط استفاده می‌کنند برشمرد[1]. رایانش ابری می‌تواند زیر ساختار، پلت فرم و نرم‌افزار( اپلیکیشن ها ) را به‌عنوان سرویس‌هایی در قالب مدل پرداخت به ازای استفاده در اختیار مشتریان قرار دهد. در صنعت، این سرویس‌ها را به‌عنوان زیر ساختار به‌عنوان سرویس (IaaS)، پلت فرم به‌عنوان سرویس (PaaS) و نرم‌افزار به‌عنوان سرویس (SaaS) می‌شناسند. بسیاری از سرویس‌دهندگان ابری همچون گوگل، مایکروسافت، یاهو و IBM در حول توسعه‌ی دیتاسنترهایی در محل‌های مختلف در سرتاسر دنیا می‌باشند...