دانلود پروژه: متدولوژی برای بهینه‌سازی مصرف انرژی در مراکز داده ابر A methodology for improving the energy consumption in cloud data centers

فهرست مطالب

 

عنوان                                                                                                                                                     صفحه

چکیده ………………………………………………………………………………………………………………………….1

مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………2

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1- مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………..4

1-2- بیان مسئله………………………………………………………………………………………………………………6

1-3- اهمیت و ضرورت انجام تحقیق…………………………………………………………………………………….7

1-4- اهداف پژوهش……………………………………………………………………………………………………….7

1-5- سوالات پژوهش……………………………………………………………………………………………………..8

1-6- فرضیات پژوهش…………………………………………………………………………………………………….8

1-7- مراحل انجام پژوهش……………………………………………………………………………………………….8

فصل دوم: پیشینه مطالعات

2-1- مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………..11

2-2- رایانش ابری…………………………………………………………………………………………………………..11

2-2-1- تعریف رایانش ابری…………………………………………………………………………………………..12

2-2-2- مزایای رایانش ابری……………………………………………………………………………………………13

2-2-3- معماری رایانش ابری………………………………………………………………………………………….14

2-2-4- مدل‌های استقرار رایانش ابر…………………………………………………………………………………18

2-3- مراکز داده……………………………………………………………………………………………………………20

2-3-1- انواع مراکز داده………………………………………………………………………………………………..20

2-3-2- انرژی در مراکز داده…………………………………………………………………………………………..23

2-3-3- کارآمدی مراکز داده……………………………………………………………………………………………23

2-3-4- رهیافت‌های مدیریت انرژی در مراکز داده………………………………………………………………..29

2-3-4-1- تناسب- انرژی……………………………………………………………………………………………..29

2-3-4-2- طراحی سرورهای کارآمد از لحاظ مصرف انرژی……………………………………………………30

2-3-4-3- تامین سرور پویا……………………………………………………………………………………………32

2-3-4-4- ادغام و مجازی سازی……………………………………………………………………………………..35

2-3-4-5- آنالیز و مقایسه رهیافت‌های مدیریت انرژی در مراکز داده…………………………………………36

2-4- مصرف انرژی در مراکز داده رایانش ابری……………………………………………………………………37

2-4-1- نقش رایانش ابری در بهبود مصرف انرژی……………………………………………………………….38

2-4-1-1- رایانش سبز و رایانش ابری سبز…………………………………………………………………………42

2-4-1-2- رایانش ابری سبز و مراکز داده…………………………………………………………………………..44

2-5- مقیاس گذاری پویا ولتاژ و فرکانس……………………………………………………………………………45

2-6- مهاجرت ماشین‌های مجازی……………………………………………………………………………………..46

2-6-1- تکنیک‌های مهاجرت ماشین‌های مجازی…………………………………………………………………..47

2-6-2- بررسی و مقایسه تکنیک‌های مهاجرت…………………………………………………………………….49

2-7- شبیه‌سازها…………………………………………………………………………………………………………..52

2-7-1- کلادسیم…………………………………………………………………………………………………………54

2-7-1-1- معماری کلادسیم…………………………………………………………………………………………..57

2-8- خلاصه فصل………………………………………………………………………………………………………58

فصل سوم

3-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………….60

3-2-شبیه‌سازی سناریوها……………………………………………………………………………………………….60

3-2-1- سناریو یک افزایش تعداد میزبان‌ها…………………………………………………………………………61

3-2-2- سناریو دو افزایش تعداد ماشین‌های مجازی……………………………………………………………..66

3-2-3- سناریو سه افزایش تعداد تکه ابر……………………………………………………………………………72

3-2-4- سناریو چهار افزایش میزبان و ماشین‌ مجازی……………………………………………………………77

3-2-5- سناریو پنج افزایش میزبان و تکه ابر……………………………………………………………………….80

3-2-6- سناریو شش افزایش میزبان و ماشین‌ مجازی و تکه ابر………………………………………………..85

3-2-7- سناریو هفت افزایش میزبان و مهاجرت ماشین‌ مجازی………………………………………………..89

3-2-8- سناریو هشت افزایش میزبان و ماشین‌ مجازی و تکه ابر و و مهاجرت ماشین‌ مجازی…………..93

3-3- خلاصه فصل………………………………………………………………………………………………………95

فصل چهارم

4-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………..97

 4-2-تجزیه و تحلیل سناریو یک……………………………………………………………………………………..97

4-3- تجزیه و تحلیل سناریو دو……………………………………………………………………………………….98

4-4- تجزیه و تحلیل سناریو سه……………………………………………………………………………………….99

4-5- تجزیه و تحلیل سناریو چهار…………………………………………………………………………………..100

4-6- تجزیه و تحلیل سناریو پنج………………………………………………………………………………….. .101

4-7- تجزیه و تحلیل سناریو شش…………………………………………………………………………………..102

4-8- تجزیه و تحلیل سناریو هفت…………………………………………………………………………………..103

4-9- تجزیه و تحلیل سناریو هشت………………………………………………………………………………….104

4-10- مرور کلی شبیه‌سازی‌های انجام شده………………………………………………………………………..105

4-11- خلاصه فصل…………………………………………………………………………………………………….107

فصل پنجم

5-1- مقدمه………………………………………………………………………………………………………………..110

5-2- نتیجه‌گیری………………………………………………………………………………………………………….111

5-3- پیشنهادهای پژوهش……………………………………………………………………………………………..114

5-3-1- پیشنهاد به برنامه‌ریزان و متولیان…………………………………………………………………………..114

5-3-2- پیشنهادهایی به پژوهشگران………………………………………………………………………………..114

5-4- محدودیت‌های پژوهش…………………………………………………………………………………………115

5-5- مقالات مستخرج از پایان نامه………………………………………………………………………………….116

منابع………………………………………………………………………………………………………………………..117

فهرست جداول

 

عنوان                                                                                                                              صفحه

جدول 2-1 حالات خواب سرور……………………………………………………………………………………….34

جدول 2-2 رهیافت‌های کاهش مصرف انرژی و چالش‌های آن………………………………………………….37

جدول 2-3 میزان صرفه جویی در مصرف انرژی حاصل از به کارگیری رایانش ابری……………………….41

جدول 2-4 بررسی تکنیک‌های مهاجرت……………………………………………………………………………..49

جدول 2-5 ارزیابی تکنیک‌های مهاجرت…………………………………………………………………………….51

جدول 2-6 خصوصیات ویژه میزبان‌ها، ماشین‌های مجازی و تکه ابر…………………………………………..56

جدول 3-1 تنظیم‌های پارامترهای ورودی سناریوها………………………………………………………………..61

جدول 3-2 نتایج حاصل از شبیه‌سازی سناریو 1 بدون استفاده از مقیاس‌گذاری پویا ولتاژ و فرکانس……62

جدول 3-3 نتایج حاصل از شبیه‌سازی سناریو 1 با استفاده از مقیاس‌گذاری پویا ولتاژ و فرکانس….……64

جدول 3-4 نتایج حاصل از شبیه‌سازی سناریو 2 بدون استفاده از مقیاس‌گذاری پویا ولتاژ و فرکانس.…..67

جدول 3-5 نتایج حاصل از شبیه‌سازی سناریو 2 با استفاده از مقیاس‌گذاری پویا ولتاژ و فرکانس………..69

جدول 3-6 نتایج حاصل از شبیه‌سازی سناریو 3 بدون استفاده از مقیاس‌گذاری پویا ولتاژ و فرکانس……72

جدول 3-7 نتایج حاصل از شبیه‌سازی سناریو 3 با استفاده از مقیاس‌گذاری پویا ولتاژ و فرکانس………..74

جدول 3-8 نتایج حاصل از شبیه‌سازی سناریو 4 بدون استفاده از مقیاس‌گذاری پویا ولتاژ و فرکانس……77

جدول 3-9 نتایج حاصل از شبیه‌سازی سناریو 4 با استفاده از مقیاس‌گذاری پویا ولتاژ و فرکانس…………79

جدول 3-10 نتایج حاصل از شبیه‌سازی سناریو 5 بدون استفاده از مقیاس‌گذاری پویا ولتاژ و فرکانس…..81

جدول 3-11 نتایج حاصل از شبیه‌سازی سناریو 5 با استفاده از مقیاس‌گذاری پویا ولتاژ و فرکانس………83

جدول 3-12 نتایج حاصل از شبیه‌سازی سناریو 6 بدون استفاده از مقیاس‌گذاری پویا ولتاژ و فرکانس…..85

جدول 3-13 نتایج حاصل از شبیه‌سازی سناریو 6 با استفاده از مقیاس‌گذاری پویا ولتاژ و فرکانس……….87

جدول 3-14 نتایج حاصل از شبیه‌سازی سناریو 7………………………………………………………………….90

جدول 3-15 نتایج حاصل از شبیه‌سازی سناریو 8………………………………………………………………….93

جدول 4-1 مقابسه کلی شبیه‌سازی‌های انجام شده………………………………………………………………..106

جدول 4-2 مقابسه شبیه‌سازی‌های سناریو 7 و 8…………………………………………………………………..107

جدول 5-1میزان کاهش مصرف انرژی حاصل از به کارگیری مقیاس‌گذاری پویا ولتاژ و فرکانس………112

فهرست نمودار‌ها

عنوان                                                                                                                          صفحه

نمودار 4-1 تجزیه و تحلیل سناریو 1 …………………………………………………………98

نمودار 4-2 تجزیه و تحلیل سناریو 2 …………………………………………………………99

نمودار 4-3 تجزیه و تحلیل سناریو 3…………………………………………………………100

نمودار 4-4 تجزیه و تحلیل سناریو 4 …..……………………………………………………101

نمودار 4-5 تجزیه و تحلیل سناریو 5…………………………………………………………102

نمودار 4-6 تجزیه و تحلیل سناریو 6…………………………………………………………103

نمودار 4-7 تجزیه و تحلیل سناریو 7…………………………………………………………104

نمودار 4-8 تجزیه و تحلیل سناریو 8…………………………………………………………105

فهرست شکل‌ها

عنوان                                                                                                                             صفحه

شکل 1-1 روش انجام تحقیق……………..………………………………………………………8

شکل 2-1 معماری ابر………………………………………………………………………….15

شکل2-2 مجازی سازی کامل..…………….………………………….……………………….16

شکل2-3 شبه مجازی‌سازی..…….…………………….……………………………………….17

شکل 2-4 ایزوله سازی…..…….………………….………………………………….………17

شکل2-5 ساختار سلسله مراتبی رایانش ابری به همراه سرویس‌های ابر موجود .…….……………18

شکل 2-6 ابر مختلط…………………………………………………………………………19

شکل 2-7 نمایی از یک مرکز داده………………………………………..……………………21

شکل 2-8 تقسیم‌بندی انرژی مصرفی در مراکز داده………………………………….…………24

شکل 2-9 مقایسه مدل استاندارد و مدل مبتنی بر ابر……………………………….……………40

شکل 2-10 معماری رایانش ابری سبز…………………………………………………………42

شکل 2-11 معماری کلادسیم…………………………………………………………………57