Cost-aware real-time divisible loads scheduling in cloud computing

Cloud computing has become an important alternative for solving large scale resource intensive problems in science, engineering, and analytics. Resource management play an important role in improving the quality of service (QoS). This paper is concerned with the investigation of scheduling strategies for divisible loads with deadlines constraints upon heterogeneous processors in a cloud computing environment. The workload allocation approach presents in this paper is using Divisible Load Theory (DLT). It is based on the fact that the computation can be partitioned into some arbitrary sizes and each partition can be processed independently of each other. Through series of simulation against the baseline strategies, it can be found that the worker selection order in the service pool and the amount of fraction load assigned to each of them have significant effects on the total computation cost.Keywords: Cloud computing, Divisible Load Theory (DLT), Cost, Quality-of-service (QoS

Resource aware load distribution strategies for scheduling divisible loads on large-scale data intensive computational grid systems

Ph.DDOCTOR OF PHILOSOPH

REQUIREMENT- AWARE STRATEGIES FOR SCHEDULING MULTIPLE DIVISIBLE LOADS IN CLUSTER ENVIRONMENTS

Ph.DDOCTOR OF PHILOSOPH

SECURITY-AWARE DATA MANAGEMENT AND PERFORMANCE OPTIMIZATION STRATEGIES FOR CLOUD STORAGE SYSTEMS

Ph.DDOCTOR OF PHILOSOPH

Dimensionerings- en werkverdelingsalgoritmen voor lambda grids

Grids bestaan uit een verzameling reken- en opslagelementen die geografisch verspreid kunnen zijn, maar waarvan men de gezamenlijke capaciteit wenst te benutten. Daartoe dienen deze elementen verbonden te worden met een netwerk. Vermits veel wetenschappelijke applicaties gebruik maken van een Grid, en deze applicaties doorgaans grote hoeveelheden data verwerken, is het noodzakelijk om een netwerk te voorzien dat dergelijke grote datastromen op betrouwbare wijze kan transporteren. Optische transportnetwerken lenen zich hier uitstekend toe. Grids die gebruik maken van dergelijk netwerk noemt men lambda Grids. Deze thesis beschrijft een kader waarin het ontwerp en dimensionering van optische netwerken voor lambda Grids kunnen beschreven worden. Ook wordt besproken hoe werklast kan verdeeld worden op een Grid eens die gedimensioneerd is. Een groot deel van de resultaten werd bekomen door simulatie, waarbij gebruik gemaakt wordt van een eigen Grid simulatiepakket dat precies focust op netwerk- en Gridelementen. Het ontwerp van deze simulator, en de daarbijhorende implementatiekeuzes worden dan ook uitvoerig toegelicht in dit werk

Energy-efficient checkpointing in high-throughput cycle-stealing distributed systems

Checkpointing is a fault-tolerance mechanism commonly used in High Throughput Computing (HTC) environments to allow the execution of long-running computational tasks on compute resources subject to hardware or software failures as well as interruptions from resource owners and more important tasks. Until recently many researchers have focused on the performance gains achieved through checkpointing, but now with growing scrutiny of the energy consumption of IT infrastructures it is increasingly important to understand the energy impact of checkpointing within an HTC environment. In this paper we demonstrate through trace-driven simulation of real-world datasets that existing checkpointing strategies are inadequate at maintaining an acceptable level of energy consumption whilst maintaing the performance gains expected with checkpointing. Furthermore, we identify factors important in deciding whether to exploit checkpointing within an HTC environment, and propose novel strategies to curtail the energy consumption of checkpointing approaches whist maintaining the performance benefits

Economic regulation for multi tenant infrastructures

Large scale computing infrastructures need scalable and effi cient resource allocation mechanisms to ful l the requirements of its participants and applications while the whole system is regulated to work e ciently. Computational markets provide e fficient allocation mechanisms that aggregate information from multiple sources in large, dynamic and complex systems where there is not a single source with complete information. They have been proven to be successful in matching resource demand and resource supply in the presence of sel sh multi-objective and utility-optimizing users and sel sh pro t-optimizing providers. However, global infrastructure metrics which may not directly affect participants of the computational market still need to be addressed -a.k.a. economic externalities like load balancing or energy-efficiency. In this thesis, we point out the need to address these economic externalities, and we design and evaluate appropriate regulation mechanisms from di erent perspectives on top of existing economic models, to incorporate a wider range of objective metrics not considered otherwise. Our main contributions in this thesis are threefold; fi rst, we propose a taxation mechanism that addresses the resource congestion problem e ffectively improving the balance of load among resources when correlated economic preferences are present; second, we propose a game theoretic model with complete information to derive an algorithm to aid resource providers to scale up and down resource supply so energy-related costs can be reduced; and third, we relax our previous assumptions about complete information on the resource provider side and design an incentive-compatible mechanism to encourage users to truthfully report their resource requirements effectively assisting providers to make energy-eff cient allocations while providing a dynamic allocation mechanism to users.Les infraestructures computacionals de gran escala necessiten mecanismes d’assignació de recursos escalables i eficients per complir amb els requisits computacionals de tots els seus participants, assegurant-se de que el sistema és regulat apropiadament per a que funcioni de manera efectiva. Els mercats computacionals són mecanismes d’assignació de recursos eficients que incorporen informació de diferents fonts considerant sistemes de gran escala, complexos i dinàmics on no existeix una única font que proveeixi informació completa de l'estat del sistema. Aquests mercats computacionals han demostrat ser exitosos per acomodar la demanda de recursos computacionals amb la seva oferta quan els seus participants son considerats estratègics des del punt de vist de teoria de jocs. Tot i això existeixen mètriques a nivell global sobre la infraestructura que no tenen per que influenciar els usuaris a priori de manera directa. Així doncs, aquestes externalitats econòmiques com poden ser el balanceig de càrrega o la eficiència energètica, conformen una línia d’investigació que cal explorar. En aquesta tesi, presentem i descrivim la problemàtica derivada d'aquestes externalitats econòmiques. Un cop establert el marc d’actuació, dissenyem i avaluem mecanismes de regulació apropiats basats en models econòmics existents per resoldre aquesta problemàtica des de diferents punts de vista per incorporar un ventall més ampli de mètriques objectiu que no havien estat considerades fins al moment. Les nostres contribucions principals tenen tres vessants: en primer lloc, proposem un mecanisme de regulació de tipus impositiu que tracta de mitigar l’aparició de recursos sobre-explotats que, efectivament, millora el balanceig de la càrrega de treball entre els recursos disponibles; en segon lloc, proposem un model teòric basat en teoria de jocs amb informació o completa que permet derivar un algorisme que facilita la tasca dels proveïdors de recursos per modi car a l'alça o a la baixa l'oferta de recursos per tal de reduir els costos relacionats amb el consum energètic; i en tercer lloc, relaxem la nostra assumpció prèvia sobre l’existència d’informació complerta per part del proveïdor de recursos i dissenyem un mecanisme basat en incentius per fomentar que els usuaris facin pública de manera verídica i explícita els seus requeriments computacionals, ajudant d'aquesta manera als proveïdors de recursos a fer assignacions eficients des del punt de vista energètic a la vegada que oferim un mecanisme l’assignació de recursos dinàmica als usuari

Clustering Algorithms for Scale-free Networks and Applications to Cloud Resource Management

In this paper we introduce algorithms for the construction of scale-free networks and for clustering around the nerve centers, nodes with a high connectivity in a scale-free networks. We argue that such overlay networks could support self-organization in a complex system like a cloud computing infrastructure and allow the implementation of optimal resource management policies.Comment: 14 pages, 8 Figurs, Journa