مقدمه و کلیات تحقیق.. 1

1-1 مقدمه. 2

1-2 اهداف تحقیق.. 2

1-3 توجیه ضرورت انجام طرح.. 3

1-4 فرضیات مسأله. 4

1-5 یافته‌ها و نتایج تحقیق.. 4

1-6 ساختار کلی پایان نامه. 5

فصل دوم. 6

ادبیات و پیشینه تحقیق.. 6

2-1 مقدمه. 7

2-2 مجازی‌سازی.. 7

2-3 پردازش ابری.. 26

3-1 تداخل کارایی.. 33

3-2 تحقیقات مرتبط.. 33

فصل چهارم. 38

طرح مسأله. 38

4-1 تداخل عملکرد. 39

4-2 دلایل بروز تداخل عملکرد. 39

4-3 سنجش تداخل.. 41

4-4 الگوریتم زمانبندیIAS.. 45

فصل پنجم. 49

یافته‌های تحقیق.. 49

5-1 ترکیب بارهای کاری از نوع پردازنده و شبکه. 50

5-2 ترکیب بارهای کاری از نوع شبکه. 51

5-3 ارزیابی.. 52

فصل ششم. 58

نتیجه گیری و کارهای آتی.. 58

6-1 نتیجه گیری.. 59

6-1 کارهای آتی.. 60

مقدمه

مجازی‌سازی یکی از تکنیک‌های پایه در معماری مراکز است که به خصوص در سالهای اخیر به طور چشمگیری در راه‌اندازی خدمات الکترونیک به‌ کار می‌رود. این فناوری با ایجاد ماشین‌های مجازی بر روی یک سخت‌افزار، امکان استفاده‏ی بهینه از سخت‌افزار و سهولت در نگهداری را فراهم نموده و راندمان و دسترس‌پذیری منابع را به طور قابل توجهی بالا می‌برد. با این وجود تمامی مزایای این فناوری، استفاده‏ی بهینه از امکانات آن امری ضروری در جهت حفظ کارایی سیستم خواهد بود.

1-2 اهداف تحقیق

جداسازی یکی از مهم‌‌ترین امتیازات فناوری مجازی­سازی به شمار می‌آید. یکی از مهم‌ترین جنبه‌های جداسازی، جداسازی کارایی[1] است، به این معنا که عملکرد ماشین‌‌های مجازی بر روی یک بستر فیزیکی مشترک، نباید بر روی کارایی دیگر ماشین­های مجازی در حال اجرا تاثیرگذار باشد و هر ماشین مجازی به طور کاملا مستقل از دیگر ماشین‌های در حال اجرا بر روی میزبان مشابه عمل نماید. مجازی‌سازی‌ امکان اجرای برنامه‌های متنوع در محیط‌های مجزا را از طریق ایجاد چندین ماشین مجازی بر روی بسترهای سخت‌افزاری ایجاد می‌کند. در مجازی‌سازی، اشتراک منابع بین ماشین­های مجازی از طریق ناظر ماشین مجازی انجام می­گیرد. اگرچه ناظرها قادر به تسهیم منابع و اختصاص هر یک از سهم­ها به ماشین­های مجازی هستند اما تحقیقات نشان می‌دهد که برنامه­های کاربردی که بر روی ماشین­های مجازی در حال اجرا هستند بر نحوه عملکرد برنامه­های کاربردی در حال اجرا بر روی ماشین­های همسایه تاثیر خواهند داشت. در واقع میزان تداخل[2]، وابسته به درجه رقابت همزمان برنامه­های در حال اجرا برای کسب منابع اشتراکی است. در عمل به دلیل مشترک بودن منابع فیزیکی، رفتار هر یک از ماشین‌های مجازی بر نحوه عملکرد دیگر ماشین­های مجازی در حال اجرا اثر خواهد گذاشت و تداخل انواع بارکاری[3] مربوط به برنامه­های کاربردی باعث ایجاد تغییرات قابل توجه در کارایی برنامه­های کاربردی می­شود. بنابراین اهدافی که این تحقیق دنبال می‌کند عبارتند از:

– بررسی وجود تداخل کارایی و تاثیر بارهای کاری متفاوت بر نحوه عملکرد ماشین‌های مجازی   ترکیب شده بر روی میزبان مشترک

– ارایه مدلی از تداخل کارایی برای اندازه‌گیری تداخل

– ارایه الگوریتم زمانبندی ماشین­های مجازی بر روی ماشین فیزیکی مشابه با استفاده از مدل ارایه شده به منظور افزایش کارایی ماشین‌های مجازی.

1-3 توجیه ضرورت انجام طرح

در چند سال اخیر، فناوری مجازی­سازی به دلیل مزیت‌های فراوان آن مانند استفاده‏ی بهینه از منابع، دسترس­پذیری بالا و جداسازی محیط‌های اجرایی مورد توجه ویژه‌ای قرار گرفته است. با وجود این مزایا، این فناوری در بسیاری از موارد کارایی مناسبی را از نظر کارایی ترکیب و نحوه‏ی زمان‏بندی ماشین‌های مجازی فراهم نمی­کند. به این معنا که کارایی برنامه­های کاربردی در محیط‌های مجازی نسبت به کارایی برنامه‌کاربردی زمان اجرا بر روی یک ماشین فیزیکی راضی کننده نیست. ناظر ماشین مجازی، وظیفه‏ی تخصیص منابع فیزیکی به ماشین­های مجازی را بر عهده دارد. به دلیل مشترک بودن منابع فیزیکی و سربار ناشی از این اشتراک، رفتار هر یک از ماشین­های مجازی بر نحوه عملکرد دیگر ماشین­های مجازی در حال اجرا اثر خواهد گذاشت و تداخل انواع بارکاری مربوط به برنامه­های کاربردی باعث ایجاد تغییرات قابل توجه در زمان اجرای برنامه­های کاربردی می­شود. بنابراین به نظر می‌رسد با محبوب‌تر شدن فناوری مجازی‌سازی، مساله‏ی زمانبندی ماشین‌های مجازی متمرکز با در نظر گرفتن تداخل نوع بارکاری آنها امری ضروری است.

1-4 فرضیات مسأله

مسأله‏ی ارایه شده در این پایان‌نامه بر اساس مفروضات زیر است:

– تمامی برنامه‌های کاربردی در درون تعدادی ماشین مجازی اجرا خواهند شد.

– در هر ماشین مجازی تنها یک برنامه کاربردی اجرا می‌شود. این برنامه کاربردی هیچ دانشی از محیط مجازی زیرین خود ندارد.