masterThesis
Utilizing optimization algorithms to maximize the availibility of composable data center
Registro en:
SILVA, Leylane Graziele Ferreira da. Utilizing optimization algorithms to maximize the availibility of composable data center. 2020. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2020.
Autor
SILVA, Leylane Graziele Ferreira da
Institución
Resumen
The cloud computing paradigm has performed, for years, the fundamental role in delivering IT resources, typically available in data centers, allowing cost reduction and providing services such as high availability, scalability, and elasticity. Despite many advantages, the data center infrastructure suffers from inefficiency problems due to factors such as excessive redundancy usage and infrastructure sub-utilization. The Composable Data Center paradigm aims to mitigate such problems, proposing the disaggregation of resources distributed in racks with different chassis configurations. In this context, different resource arrangements, allocated via software (called Composable Infrastructure)
may directly affect the system availability. Thus, this work presents an optimization problem to allocate Composable Infrastructures in Composable Data Center, taking into account budget constraints, obeying application requirements to maximizing availability in those data centers. For such, some optimization algorithms utilized in two approaches: mono-objective approach and multi-objective approach. From the results, it is possible to identify the best configurations and understand how each component affects availability. In the mono-objective approach, the Dynamic Programming algorithm obtained the best results in balancing cost and availability. In the multi-objective approach, both GDE3
and NSGA-II algorithms were useful in finding attractive solutions, and GDE3 presented the most solution number in most of the cases. CAPES O paradigma de computação em nuvem tem desempenhado, durante anos, um papel fundamental na entrega de recursos de tecnologia da informação (TI), normalmente disponíveis em data centers, permitindo redução de custos e provendo serviços como alta disponibilidade, escalabilidade e elasticidade. Apesar das inúmeras vantagens, as infraestruturas de data centers sofrem com alguns problemas de ineficiência devido a fatores como o uso excessivo de redundância e a sub-utilização da infraestrutura. O paradigma de Composable data center é uma solução idealizada de modo a mitigar tais problemas, o qual propõe a desagregação de recursos computacionais, distribuídos em racks com diferentes configurações de chassi. Neste contexto, as diferentes combinações de recursos, alocadas via software (denominadas Composable Infrastructure), podem afetar diretamente na disponibilidade do sistema. Deste modo, este trabalho apresenta um problema de otimização para realizar alocação de Composable Infrastrucutures em Composable Data Centers levando em consideração restrições orçamentárias, de modo a atender requisitos da aplicação para maximizar a disponibilidade nestes Data Centers. Para tal, foram utilizados diferentes algoritmos de otimização em duas principais abordagens: mono-objetivo e multi-objetivo. A partir dos resultados é possível identificar as melhores configurações e como cada recurso pode impactar na disponibilidade. Na abordagem mono-objetivo, o algoritmos Dynamic Programming apresentou os melhores resultados ao equilibrar disponibilidade e custo. Na abordagem multi-objetiva, os algoritmos GDE3 e NSGA-II foram efetivos para encontrar boas soluções e o algoritmo GDE3 apresentou uma maior quantidade de soluções na maioria dos casos.