Υλοποίηση Αλγορίθμου Εξισορρόπησης Φορτίου Μεταξύ Τοπικών Υποδομών Υπολογιστικού Νέφους

Abstract

Με την πρόοδο στην τεχνολογία των ασύρματων επικοινωνιών, όλο και περισσότεροι άνθρωποι εξαρτώνται από φορητές κινητές συσκευές για επιχειρήσεις, ψυχαγωγία και κοινωνικές αλληλεπιδράσεις.Αν και αυτές οι φορητές κινητές συσκευές μπορούν να προσφέρουν διάφορες εφαρμογές, το βασικό τους μειονέκτημα είνα ότι οι υπολογιστικοί πόροι παραμένουν περιορισμένοι. Αυτό όμως μπορείνα ξεπεραστεί με την εξ αποστάσεως εκτέλεση εργασιών που απαιτούν μεγάλη υπολογιστική ισχύ σε ομάδες υπολογιστών γνωστούς ως υπολογιστικά νέφη. Καθώς όλο και περισσότεροι άνθρωποι έχουν πρόσβαση στο Διαδίκτυο μέσω των κινητών συσκευών, είναι λογικό να οραματιστεί κανείς ότι στο εγγύς μέλλον οι υπηρεσίες υπολογιστικού νέφους θα είναιδιαθέσιμες για το κοινό, μέσω εύκολα προσβάσιμων δημόσιων ασύρματων δικτύων μητροπολιτικής περιοχής. Ωστόσο, σήμερα θεωρείται ξεπερασμένη η ιδέα της αντιμετώπισης του υπολογιστικού νέφους ως απομονωμένα και απομακρυσμένα κέντρα δεδομένων, καθώς υπάρχουν σαφή οφέλη όταν αυτά είναι τοπικά προσβάσιμα και επίσης συνδέονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν ένα δίκτυο.Σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη και εφαρμογή ενός αλγορίθμου για τηνεξισορρόπηση του φορτίου των εργασιών μεταξύ των τοπικά προσβάσιμων υπολογιστικών νεφών μέσα σε ένα δημόσιο ασύρματο δικτύο μητροπολιτικής περιοχής, για τη μείωση του μέσου χρόνου απόκρισης τωνμεταφορτωμένων εργασιών. Αρχικά εισάγουμε ένα μοντέλο συστήματος για να καταγράψουμε τους χρόνους απόκρισης των εργασιών,και διατυπώνουμε ένα νέο αλγόριθμο βελτιστοποίησης με στόχο την εύρεση ανακατευθύνσεων των ροών εργασίας μεταξύ ενός δεδομένου συνόλου υπολογιστικών νεφών στο δίκτυο. Στη συνέχεια προτείνουμε ένα γρήγορη και κλιμακωτό αλγόριθμο για το πρόβλημα, χωρίζοντάς το σε δύο μέρη, μετατρέποντάς το από την εύρεση των ζητούμενων ροών ανακατεύθυνσης των εργασιών, στην εξεύρεση της ελάχιστου κόστους μέγιστης ροής. Επιπλέονπροτείνουμε έναν ακόμα καλύτερο αλγόριθμο, με μικρότερη χρονική πολυπλοκότητα για την εξεύρεση της μέγιστης ροής. Τα πειραματικά αποτελέσματα καταδεικνύουν τις σημαντικές δυνατότητες του αλγορίθμου μας για τη μείωση των χρόνων απόκρισης των εργασιών.