Energy efficiency embedded service lifecycle: Towards an energy efficient cloud computing architecture

The paper argues the need to provide novel methods and tools to support software developers aiming to optimise energy efficiency and minimise the carbon footprint resulting from designing, developing, deploying and running software in Clouds, while maintaining other quality aspects of software to adequate and agreed levels. A cloud architecture to support energy efficiency at service construction, deployment, and operation is discussed, as well as its implementation and evaluation plans.Postprint (published version

Energy-aware cost prediction and pricing of virtual machines in cloud computing environments

With the increasing cost of electricity, Cloud providers consider energy consumption as one of the major cost factors to be maintained within their infrastructure. Consequently, various proactive and reactive management mechanisms are used to efficiently manage the cloud resources and reduce the energy consumption and cost. These mechanisms support energy-awareness at the level of Physical Machines (PM) as well as Virtual Machines (VM) to make corrective decisions. This paper introduces a novel Cloud system architecture that facilitates an energy aware and efficient cloud operation methodology and presents a cost prediction framework to estimate the total cost of VMs based on their resource usage and power consumption. The evaluation on a Cloud testbed show that the proposed energy-aware cost prediction framework is capable of predicting the workload, power consumption and estimating total cost of the VMs with good prediction accuracy for various Cloud application workload patterns. Furthermore, a set of energy-based pricing schemes are defined, intending to provide the necessary incentives to create an energy-efficient and economically sustainable ecosystem. Further evaluation results show that the adoption of energy-based pricing by cloud and application providers creates additional economic value to both under different market conditions

Ισοδυναμία και Αντικατάσταση Κυκλοφορίας σε Πολυπλέκτη: Θεωρία κια Εφαρμογές

For a multiplexer fed with a large number of sources, we derive conditions under which a single source can be substituted for a given subset of the sources while preserving the buffer overflow probability and the dominant time scales of buffer overflows. This equivalence is stronger than simple effective bandwidth equality, because it takes into account the context in which multiplexing takes place, on the basis of the notion of operating point. This allows a substitution to be made for arbitrarily large proportions of the traffic without changing the operating point of the multiplexer as experienced by the rest of the traffic. It corresponds to defining a singe source which is equivalent in a sense ``local`` to a given context, rather than equivalet in a sense which is ``universal`` to all contexts. The proposed methodology does not rely on traffic models and obtains the necessary information from the actual traffic traces. We study the case of fractional Brownian motion as a singe source substitute and provide theoretical and experimental results tha validate the approach. Furthermore we propose a different application of the substitution approach, which can be used towards the fast calculation of the operating point parameters of the multiplexer, and hence for the on-line estimation of the buffer overflow probability and the effective bandwidth of the traffic. Experimental results indicate that these estimators can be used for real-time traffic control while we evaluate the performance of a simple call admission control algorithm based on such estimators.Για έναν πολυπλέκτη ο οποίος τροφοδοτείται από μεγάλο αριθμό πηγών, εξάγουμε συνθήκες σύμφωνα με τις οποίες μια πηγή μπορεί να αντικαταστήσει ένα υποσύνολο των πηγών διατηρώντας ταυτόχρονα την τιμή της πιθανότητας υπερχείλισης του ενταμιευτή και τις πιο πιθανές χρονικές κλίμακες στις οποίες υπερχειλίζει ο ενταμιευτής. Η ισοδυναμία αυτή είναι ισχυρότερη από απλή ισότητα των ισοδυνάμων ευρών ζώνης, γιατί λαμβάνει υπόψιν και ιδιότητες του περιβάλλοντος στο οποίο γίνετια η πολυπλεξία, βάσει του σημείου λειτουργίας. Αυτό επιτρέπει την αντικατάσταση αυθσίρτα μεγάλου αριθμού πηγών κυκλοφορίας, χωρίς να αλλάξει το σημείο λειτουργίας του πολυπλέκτη όπως αυτό γίνεται αντιληπτό από τις υπόλοιπες πηγές. Η προτεινόμενη μεθοδολογία δεν βασίζεται σε μοντέλα κυκλοφορίας ενώ η απαραίτητη πληροφορία λαμβάνεται από αρχεία-ίχνη πραγματικής κυκλοφορίας. Μελετάμε την χρήση της κλασματικής κίνησης Brown για υποκατάσταση πραγματικών πηγών και παραθέτουμε θεωρητικά και πειραματικά αποτελέσματα τα οποία επιβεβαιώνουν τη χρησιμότητα της μεθοδολογίας. Επιπλέον προτείνουμε μια διαφορετική εφαρμογή της μεθόδου αντικατάστασης, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον ταχύ υπολογισμό του σημείου λειτουργίας του πολυπλέκτη και κατά συνέπεια για την εκτίμηση της πιθανότητας υπερχείλισης του ενταμιευτή και του ισοδύναμου εύρους ζώνης, σε πραγματικό χρόνο. Πειραματικά δείχνουμε ότι η χρήση τέτοιων εκτιμήσεων είναι εφικτή στην πράξη σε μηχανισμούς ελέγχου κυκλοφορίας ενώ εξετάζεται η επίδοση ενός απλού αλγορίθμου ελέγχου αποδοχής κλήσεων ο οποίος βασίζεται στους εκτιμητές αυτούς