CloudSim: инструментарий для моделирования и имитации облачных вычислительных сред и оценки алгоритмов предоставления ресурсов

Облачные вычисления представляют собой современный подход, при котором ИТ-инфраструктура и приложения предоставляются конечным пользователям в качестве «сервисов» на основе модели оплаты за использование. При этом виртуализированные сервисы могут динамически предоставляться по мере необходимости с учетом изменяющихся во времени требований, включая профили нагрузки и качество обслуживания (QoS). Сервисы приложений, размещенные в рамках модели облачных вычислений, предъявляют сложные требования к предоставлению ресурсов, композиции, конфигурированию и развертыванию. Оценка производительности политик предоставления облачных ресурсов, моделей нагрузки приложений и моделей производительности ресурсов воспроизводимым образом при различных конфигурациях и требованиях системы и пользователей представляет собой сложную задачу. Для ее решения предлагается CloudSim — расширяемый инструментарий имитационного моделирования, позволяющий моделировать и имитировать облачные вычислительные системы и среды предоставления приложений. Инструментарий CloudSim поддерживает моделирование как системных характеристик, так и поведения компонентов облачной системы, таких как центры обработки данных, виртуальные машины (VM) и политики предоставления ресурсов. В нем реализованы универсальные методы предоставления приложений, которые можно легко расширять с минимальными усилиями. В настоящее время инструментарий поддерживает моделирование и имитацию облачных вычислительных сред, включающих как отдельные, так и взаимосвязанные облака (федерации облаков). Кроме того, он предоставляет специализированные интерфейсы для реализации политик и методов предоставления ресурсов при распределении виртуальных машин в сценариях взаимосвязанных облачных вычислений. Ряд исследователей из различных организаций, включая HP Labs в США, используют CloudSim для изучения вопросов предоставления облачных ресурсов и энергоэффективного управления ресурсами центров обработки данных. Возможности CloudSim продемонстрированы на примере динамического предоставления сервисов приложений в гибридной федеративной облачной среде. Результаты этого исследования показывают, что федеративная модель облачных вычислений существенно улучшает соблюдение требований приложений к качеству обслуживания при флуктуирующем характере спроса на ресурсы и сервисы.