Αρχιτεκτονική κατανομής πόρων υπολογιστικού νέφους για την απομακρυσμένη εκτέλεση εφαρμογών κινητών συσκευών

Abstract

Με την πρόοδο στην τεχνολογία των ασύρματων επικοινωνιών, όλο και περισσότεροι άνθρωποι εξαρτώνται από φορητές κινητές συσκευές για επιχειρήσεις, ψυχαγωγία και κοινωνικές αλληλεπιδράσεις. Μαζί με τη πρόοδο τεχνολογικά αναπτύσσονται ραγδαία και οι εφαρμογές οι οποίες ζητάνε όλο και πιο πολλούς υπολογιστικούς πόρους και δεδομένα. Προκειμένου να διατηρηθεί η υψηλή ποιότητα εξυπηρέτησης των χρηστών η εξ' αποστάσεως εκτέλεση εργασιών που απαιτούν μεγάλη υπολογιστική ισχύ σε ομάδες υπολογιστών γνωστούς ως υπολογιστικά νέφη, έγινε αναπόφευκτη. 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 (π.χ "έξυπνη" πόλη). Η ανάγκη βελτιστοποίησης ενός τέτοιου δικτύου είναι ζωτικής σημασίας αφού μια κινητή συσκευή μπορεί να αποκτά πρόσβαση και να εκφορτώνει εργασίες μεγάλων δεδομένων σε ισχυρά υπολογιστικά κέντρα που είναι προσαρτημένα σε πολλά ασύρματα σημεία πρόσβασης, εξασφαλίζοντας έτσι ότι πληρούνται οι απαιτήσεις υψηλής ποιότητας εξυπηρέτησης των τελικών χρηστών. Ωστόσο, η συνδεσιμότητα κινητών συσκευών δεν είναι συνεχής, αλλά μάλλον σποραδική, με διαφορετικές δυνάμεις σήματος. Επιπλέον, η ετερογένεια των πόρων ενός υπολογιστικού κέντρου του υπολογιστικού νέφους και τα μεγάλα αιτήματα δεδομένων μιας εφαρμογής θέτουν πρόσθετες προκλήσεις για τη λήψη βέλτιστης απόφασης εκτέλεσης αυτής. Σκοπός της αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη μίας αρχιτεκτονικής κατανομής πόρων του υπολογιστικού νέφους που λαμβάνει υπόψιν του την κινητικότητα των χρηστών, για εκτεταμένη εκτέλεση μεγάλων εφαρμογών. Επιπρόσθετα η αρχιτεκτονική αυτή προσομοιώνεται σε ένα αληθινό σύστημα στο οποίο υπάρχουν πολλοί κινητοί χρήστες (συνδεδεμένα στο τοπικό υπολογιστικό νέφος ή μη), το τοπικό υπολογιστικό νέφος που απαρτίζεται από ομάδες υπολογιστών με υψηλές προδιαγραφές και ένα απομακρυσμένο και απομονωμένο κέντρο εξυπηρέτησης (μη τοπικό υπολογιστικό νέφος). Η αρχιτεκτονική του συστήματος, η απόκριση του σε ένα αληθινό σύστημα παρουσιάζονται και αξιολογούνται καθώς επίσης μελετάται και η ενέργεια κατανάλωσης των χρηστών (υπολογιστικό και επικοινωνιακό κόστος), ο οποίος είναι κύριος στόχος ελαχιστοποίησης. Τέλος μαζί με τα αποτελέσματα του πειράματος παρατίθενται κάποιες πιθανές βελτιστοποιήσεις καθώς επίσης στο κομμάτι της βιβλιογραφίας γίνονται και αναφορές άλλων αρχιτεκτονικών δρομολόγησης εργασιών για κινητές εφαρμογές μεγάλων δεδομένων.