Zusammenfassung
Zukünftig werden sich immer mehr Cloud Service Provider zu Cloud-Föderationen zusammenschließen, um zum einen gemeinsam mehr Services für die Kunden anzubieten und zum anderen ihre Ressourcen bestmöglich auszulasten. Grundlage dieser Föderationen sind Service Level Agreements (SLAs), die die Güte der zu erbringenden Dienste zwischen den Anbietern untereinander sowie zwischen den Anbietern und den Kunden regeln. Eine große Herausforderung ist das vollautomatische, verteilte, SLA-basierte Scheduling von virtuellen Maschinen (VMs) in Cloud-Föderationen.
Die systematische Untersuchung von unterschiedlichen Scheduling-Strategien im Bereich der verteilten Clouds ist sehr komplex und muss unterschiedliche Ebenen berücksichtigen, da die VMs auf insgesamt drei Ebenen migriert werden können. Dies ist zum einen die Ebene der Rechenzentren (Data Centers, DCs). Dort können die VMs auf einem der verfügbaren Server-Hosts ausgeführt werden und zur Laufzeit auf einen anderen Host migriert werden. Zum anderen besitzen Cloud Service Provider (CSPs) oft mehrere DCs, zwischen denen VMs migriert werden können. Schließlich können VMs im Rahmen einer Cloud Föderation auch noch zu einem anderen CSP migriert werden. Bei all diesen Aktionen muss die Einhaltung der initial vereinbarten SLAs sichergestellt werden. Bisher gibt es für den Bereich der Cloud Föderationen noch keinen allgemeinen Überblick, welche Scheduling-Strategien für welche Einsatzzwecke sinnvoll sind. Dabei können auf allen drei Ebenen unterschiedliche Strategien eine Rolle spielen. Diese reichen von einer Lastverteilung, über eine Minimierung der Migrationen und das Ziel möglichst wenige SLAs zu reißen bis hin zu Energie-sparenden Strategien. Das große Ziel aller CSPs ist es aber durch die Ausführung von VMs Geld zu verdienen. Darum muss auch der finanzielle Aspekt mit einbezogen werden.
Die Untersuchung von Cloud Föderationen ist bei einem Einsatz von realen Cloud-Umgebungen sehr kostspielig. Darum bietet es sich an, solche Untersuchungen mit Hilfe von Simulationen durchzuführen. Für den Bereich des Cloud-Computings gibt es bereits einige Simulations-Framewoks. Diese sind aber oft für spezielle Forschungsbereiche entwickelt worden und nur geringfügig erweiterbar. CloudSim, ein offenes Simulations- Framework des CLOUDS Labors an der Uni in Melburne, stellt dahingegen bereits eine gute Grundlage für den Bereich der Cloud-Simulation dar, die entsprechend erweitert werden kann.
In diesem Vortrag wird zunächst der Bereich der föderierten Cloud-Umgebungen motiviert und ein dreistufiges Scheduling Modell zur Verwaltung von VMs innerhalb einer Föderation vorgestellt. Zusätzlich wird mit CloudAccount ein allgemeines Finanzmodell eingeführt, welches die monetäre Bewertung der Güte unterschiedlicher VM- Scheduling-Strategien zulässt. Weiterhin wird mit FederatedCloudSim ein Simulations-Framework zur Untersuchung von föderierten Cloud-Umgebungen vorgestellt, welches die Basis der weiteren Untersuchungen darstellt.
Mit Hilfe des Frameworks wurden bereits unterschiedliche Scheduling-Algorithmen in verschiedenen Cloud- Szenarien untersucht und deren Auswirkungen auf die unterschiedlichen Ziele eine CSPs kategorisiert. Abschließend werden die bisherigen Untersuchungsergebnisse der Scheduler auf allen drei Ebenen zusammengefasst und ein Ausblick auf die nächsten Schritte gegeben.
Dieser Vortrag fasst den aktuellen Stand meiner Promotion an der TU Dortmund zusammen.