Autonomous migration of vertual machines for maximizing resource utilization

Virtualization of computing resources enables multiple virtual machines to run on a physical machine. When many virtual machines are deployed on a cluster of PCs, some physical machines will inevitably experience overload while others are under-utilized over time due to varying computational demands. This computational imbalance across the cluster undermines the very purpose of maximizing resource utilization through virtualization. To solve this imbalance problem, virtual machine migration has been introduced, where a virtual machine on a heavily loaded physical machine is selected and moved to a lightly loaded physical machine. The selection of the source virtual machine and the destination physical machine is based on a single fixed threshold value. Key to such threshold-based VM migration is to determine when to move which VM to what physical machine, since wrong or inadequate decisions can cause unnecessary migrations that would adversely affect the overall performance. The fixed threshold may not necessarily work for different computing infrastructures. Finding the optimal threshold is critical. In this research, a virtual machine migration framework is presented that autonomously finds and adjusts variable thresholds at runtime for different computing requirements to improve and maximize the utilization of computing resources. Central to this approach is the previous history of migrations and their effects before and after each migration in terms of standard deviation of utilization. To broaden this research, a proactive learning methodology is introduced that not only accumulates the past history of computing patterns and resulting migration decisions but more importantly searches all possibilities for the most suitable decisions. This research demonstrates through experimental results that the learning approach autonomously finds thresholds close to the optimal ones for different computing scenarios and that such varying thresholds yield an optimal number of VM migrations for maximizing resource utilization. The proposed framework is set up on a cluster of 8 and 16 PCs, each of which has multiple User-Mode Linux (UML)-based virtual machines. An extensive set of benchmark programs is deployed to closely resemble a real-world computing environment. Experimental results indicate that the proposed framework indeed autonomously finds thresholds close to the optimal ones for different computing scenarios, balances the load across the cluster through autonomous VM migration, and improves the overall performance of the dynamically changing computing environment

Gerência de reservas de recursos e capacidades para a grade

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação.Este trabalho apresenta um estudo da gerência de reservas de recursos de Grade. Reservas são fundamentais para QoS em Grades. São propostos uma arquitetura onde usuários, gerenciador de reservas e gerenciadores de recursos são entidades separadas e que se relacionam, e um modelo de representação de recursos e reservas para escalonamento de reservas, baseado em empacotamento em ?ta. São trabalhados quatro requisitos necessários para uma gerência adequada de reservas de recursos: abrangência, ?exibilidade, e?ciência e utilização dos recursos. A solução proposta é ?exível o bastante para suportar reservas imediatas, antecipadas e sob-demanda, e relaxamento. É também abrangente o bastante para suportar diversos recursos, por meio de reservas de um recurso, de múltiplos recursos simultaneamente, e de parte da capacidade de um recurso. São também propostos três algoritmos de escalonamento de reservas

A framework for Traffic Engineering in software-defined networks with advance reservation capabilities

298 p.En esta tesis doctoral se presenta una arquitectura software para facilitar la introducción de técnicas de ingeniería de tráfico en redes definidas por software. La arquitectura ha sido diseñada de forma modular, de manera que soporte múltiples casos de uso, incluyendo su aplicación en redes académicas. Cabe destacar que las redes académicas se caracterizan por proporcionar servicios de alta disponibilidad, por lo que la utilización de técnicas de ingeniería de tráfico es de vital importancia a fin de garantizar la prestación del servicio en los términos acordados. Uno de los servicios típicamente prestados por las redes académicas es el establecimiento de circuitos extremo a extremo con una duración determinada en la que una serie de recursos de red estén garantizados, conocido como ancho de banda bajo demanda, el cual constituye uno de los casos de uso en ingeniería de tráfico más desafiantes. Como consecuencia, y dado que esta tesis doctoral ha sido co-financiada por la red académica GÉANT, la arquitectura incluye soporte para servicios de reserva avanzada. La solución consiste en una gestión de los recursos de red en función del tiempo, la cual mediante el empleo de estructuras de datos y algoritmos específicamente diseñados persigue la mejora de la utilización de los recursos de red a la hora de prestar este tipo de servicios. La solución ha sido validada teniendo en cuenta los requisitos funcionales y de rendimiento planteados por la red GÉANT. Así mismo, cabe destacar que la solución será utilizada en el despliegue piloto del nuevo servicio de ancho de banda bajo demanda de la red GÉANT a finales del 2017