Δρομολόγηση Εργασιών Πραγματικού Χρόνου Σε Συστήματα Υπολογιστικού Νέφους

Abstract

Στις μέρες μας, το cloud computing και η τεχνολογία virtualization έχουν επιφέρει επαναστατικές αλλαγές στις υπολογιστικές εφαρμογές γενικού σκοπού.Το cloud computing προσφέρει πλεονεκτήματα όπως η μείωση του λειτουργικού κόστους, η ενοποίηση servers και η ελαστική τροφοδοσία πόρων. Εντούτοις, οι υπάρχουσες τεχνολογίες cloud computing και virtualization αντιμετωπίζουν δυσκολίες στην υποστήριξη σύγχρονων χαλαρών εφαρμογών πραγματικού χρόνου, όπως online video streaming και cloud based gaming. Αυτόσυμβαίνει επειδή οι σύγχρονοι hypervisors δεν διαθέτουν τους μηχανισμούςπου μπορούν να εγγυηθούν επιδόσεις πραγματικού χρόνου, για εφαρμογέςπου εκτελούνται σε Virtual Machines. Πολλές λύσεις υποχρησιμοποιούν τηνεπεξεργαστική χωρητικότητα του host συστήματος. Το paravirtualization εμφανίζεται ως μια ταιριαστή λύση, μιας και δίνει τη δυνατότητα στα guest συστήματα να επικοινωνούν τις, πραγματικού χρόνου, απαιτήσεις τους στο hostσύστημα. Για τεχνικούς λόγους, όμως, οι λύσεις βασισμένες στο paravirtualizationπου έχουν, έως τώρα, υλοποιηθεί αποτυγχάνουν να ικανοποιήσουν τιςπροκύπτουσες αναγκαιότητες πραγματικού χρόνου. Στην εργασία αυτή, δίνουμε τη δική μας απάντηση στο ερώτημα της υλοποίησης ενός hypervisor ικανού να εκπληρώσει τις ανάγκες εφαρμογών πραγματικού χρόνου. Βασίζουμετην προσέγγισή μας στο KairosVM, μια λύση που χρησιμοποιεί πλήρες virtualization,υλοποιημένη πάνω στο KVM module. Διαφοροποιείται από κοινούςhypervisors πλήρους virtualization, με τη χρήση μιας τεχνικής που ονομάζεταιVirtual Machine Introspection (ενδοσκόπηση), έτσι ώστε τα guest συστήματανα μπορούν άμεσα να ενημερώσουν το host σύστημα για τις πραγματικού χρόνου ανάγκες τους. Υλοποιούμε διαφορετικές πολιτικές κατανομής του φόρτουεργασίας των guest συστημάτων στους φυσικούς πόρους του host. Παρουσιάζουμε πειραματικά αποτελέσματα που προσφέρουν σύγκριση τόσο μεταξύ τωνδιάφορων πολιτικών κατανομής όσο και ανάμεσα στον KairosVM hypervisorκαι έναν κοινό γνωστό hypervisor, τον VanillaKVM.