La computación en nube proporciona todo tipo de servicios computacionales como escalabilidad, aprovisionamiento de recursos, seguridad, tolerancia a fallos y sostenibilidad, etc. Para garantizar la aplicabilidad de todas estas características, es necesario evaluar las aplicaciones en la nube antes de implementarlas o desplegarlas en el mundo real. La razón principal detrás de esto es que es bastante difícil alterar las limitaciones ocurridas durante la ejecución en tiempo real. Puede llevar a gastos generales del proveedor, mayores costos y desperdicio de tiempo. La simulación es el mejor método para evitar todo este tipo de frustraciones.
La primera herramienta de simulación CloudSim fue lanzada en el año 2009 por Cloud Computing and Distributed Systems (CLOUDS) Laboratory, en el Departamento de Informática e Ingeniería de Software de la Universidad de Melbourne. Después de CloudSim, muchos otros simuladores como CloudAnalyst, EmuSim, DCSim, Icancloudha evolucionado gradualmente para facilitar la implementación de aplicaciones personalizadas.
El Simulador CloudSim
CloudSim es la herramienta de simulación básica que proporciona la provisión para implementar las aplicaciones personalizadas y, por lo tanto, la motivación para adoptar esta herramienta para los trabajos de investigación actuales. Varias versiones de CloudSim se han lanzado desde 2009 y se enumeran en la tabla.
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Versiones de CloudSim |
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Nube Sim Versiones |
Año |
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Nube de Sim 1.0 |
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Nube De Sim 2.0 |
Jul 2010 |
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Nube De Sim 2.1 |
Jan 2011 |
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Nube De Sim 3.0 |
Jan 2012 |
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Nube De Sim 3.0.1 |
Oct 2012 |
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Nube De Sim 3.0.2 |
Nov 2012 |
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Nube De Sim 3.0.3 |
Puede 2013 |
- la Arquitectura de CloudSim
CloudSimfollows la arquitectura de capas.Como se desprende de la figura, la arquitectura se compone principalmente de código de usuario de tres capas, componentes de CloudSim y el motor de simulación. Proporciona el entorno virtualizado completo junto con una interfaz inteligente para servicios de máquinas virtuales, servicios en la nube y redes. A continuación se describe brevemente cada uno de los componentes.
- Código de usuario
Esta sección consta de especificaciones de simulación y política de programación. Interpreta las entidades básicas para alojar, como máquinas virtuales, configuraciones de máquinas virtuales, requisitos de máquinas virtuales, número de usuarios y procesos de programación.Con estas configuraciones, el desarrollador de la nube puede implementar las nubes federadas e implementar la aplicación personalizada de aprovisionamiento de recursos y distribución de carga.
Arquitectura en capas de Sim en la nube
- Componentes de CloudSim
Esta capa abarca estructuras de interfaz de usuario, servicios de VM, servicios en la nube, recursos en la nube y aplicaciones de red. Cada componente de esta sección tiene su propia funcionalidad y proporciona varios tipos de servicios. Maneja todos los problemas fundamentales de la nube.
- Motor de simulación
Esta sección proporciona simulación, es decir, todas las aplicaciones personalizadas se crean y simulan en esta sección.
Diagrama de clases de CloudSim:
Esta subsección delinea el bloque de construcción de CloudSim en forma de diagrama de clases. Consta de varias clases descritas más adelante en la sección.
El diagrama de clases de Cloud Sim
Datacenter proporciona la visualización de servicios de infraestructura central. hardware y software ofrecidos por proveedores de recursos en el paradigma de computación en la nube. Ofrece configuraciones de recursos homogéneas y heterogéneas. Cada componente de un centro de datos utiliza un conjunto de directivas que se utilizan para asignar el ancho de banda, la memoria y los dispositivos de almacenamiento. El agente de centros de datos actúa como intermediario entre los usuarios y los proveedores de servicios.Actúa en nombre del usuario y ayuda a buscar el proveedor de nube adecuado, así como negocia con el proveedor en términos de precio para cumplir con la calidad de servicio y los requisitos de los usuarios.Cloud developer puede ampliar esta clase para crear aplicaciones personalizadas.SANStorage significa red de área de almacenamiento y se utiliza para almacenar gran cantidad de datos en los centros de datos. Con la ayuda de esta clase, el usuario puede almacenar y recuperar los datos en cualquier momento sujeto a la disponibilidad de ancho de banda de red. La clase de máquina virtual se utiliza para crear instancias de una máquina virtual. También se ocupa de la administración de la máquina virtual y se utiliza para almacenar las características de una máquina virtual, como la memoria, el procesador y su política de programación. Todos los componentes se extraen de la clase VMScheduling. Cloudlet se utiliza para servicios de aplicaciones basados en la nube, como la entrega de contenido, las redes sociales y el flujo de trabajo empresarial.La complejidad de una aplicación se puede representar en términos de requisitos computacionales. Cada componente de la aplicación tiene una instrucción preasignada y una cantidad de transferencia de datos.Cloudcoordinator proporciona capacidad de federación a un centro de datos. Esta clase es responsable de comunicarse con otros servicios de cloudcoordinator de pares y agentes en la nube. También supervisa periódicamente el estado interno de un centro de datos durante la simulación. BWProvisioner es una clase abstracta que se utiliza para asignar ancho de banda de red entre las directivas de aprovisionamiento. Los desarrolladores pueden extender esta clase en su propia estrategia de acuerdo con los requisitos del usuario.Memoryprovisioner es otra clase abstract utilizada para asignar memoria a máquinas virtuales en un DC.El host de la máquina virtual solo es factible si esta clase encuentra el espacio libre.De manera similar, VMProvisioner representa la directiva de aprovisionamiento para alojar la máquina virtual. Su principal responsabilidad es seleccionar el host disponible en un centro de datos que cumpla con los requisitos de memoria, almacenamiento y disponibilidad para una implementación de VM. También se utiliza para implementar las políticas optimizadas. Al igual que las clases mencionadas anteriormente, VMMAllocationPolicy es una clase abstracta utilizada para implementar las políticas de tiempo compartido. También asigna la potencia de procesamiento a las máquinas virtuales.
- Características de CloudSim
CloudSim posee ciertas características significativas que lo convierten en el simulador más adecuado para simular nuestro trabajo. Las características clave se enumeran a continuación:
- Es capaz de manejar aplicaciones de modelado y simulaciones a gran escala.
- Es compatible con la estrategia de aprovisionamiento de recursos mediante virtualización para alojar máquinas virtuales en el servidor.
- También se utiliza para modelar y simular recursos computacionales de energía.
- Tiene la capacidad de simular topologías de red y aplicaciones de paso de mensajes.
- Las nubes federadas también se pueden simular.
- El uso de este usuario tiene el control de las operaciones de simulación, como iniciar, reanudar y salir.
- Tiene la opción de simulación para estrategias definidas por el usuario o políticas de asignación de recursos en máquinas virtuales.
El objetivo principal de CloudSim es proporcionar un marco extensible e integral que facilite el modelado, las simulaciones y cualquier otro tipo de servicios como IaaS, SaaS, etc. Mediante el uso de simuladores, los usuarios pueden centrarse en un problema específico que se está examinando. Todos los demás simuladores de nube heredan características de Cloudsimir, en función del hecho de si la interfaz gráfica de usuario (GUI)está disponible o no.