An approach to migrations in the container placement task

Oleksii Sopov; Zharikov Eduard

doi:10.34185/1562-9945-5-154-2024-16

Автор(и)

Oleksii Sopov
Zharikov Eduard

DOI:

https://doi.org/10.34185/1562-9945-5-154-2024-16

Ключові слова:

контейнерна віртуалізація, міграція, хмарний провайдер, ЦОД, віртуальна машина, оптимізація, метод управління, алгоритми.

Анотація

У сучасному світі інформаційних технологій, хмарні обчислення, та контейнера віртуалізація набувають все більшої популярності. Широкого попиту набуває послуга роз-міщення контейнерів. Перед хмарними провайдерами постає завдання не тільки ефективно-го початкового розміщення контейнерів, а й їхньої динамічної зміни розташування у відпо-відь на змінні вимоги, що вимагає розробки та застосування міграційних алгоритмів. У статті проаналізовано важливість використання міграції контейнерів у контексті задачі розміщення контейнерів у хмарних центрах обробки даних. Метою дослідження є підвищен-ня продуктивності хмарного ЦОД у задачі розміщення контейнерів, шляхом використання алгоритмів міграції. Використання міграцій дозволяє уникнути перевантаження або недо-вантаження серверів та віртуальних машин. В рамках дослідження було розроблено гібрид-ний алгоритм міграції, що включає в себе як міграцію контейнерів, так і віртуальних машин. Описано математичні аспекти задачі розміщення контейнерів та описано алгоритм мігра-цій. Експерименти показали, що впровадження цього алгоритму дозволяє знизити операцій-ні витрати на 24% порівняно з традиційними методами, які не використовують міграцію, і на 9% порівняно з менш гнучкими міграційними стратегіями. Також продемонстровано зниження часу порушень SLA на 40%, що свідчить про покращення якості обслуговування. Висновки цього дослідження підтверджують, що міграція контейнерів та віртуальних ма-шин є необхідною для ефективного управління динамічними ресурсами у хмарних ЦОД у контексті задачі розміщення контейнерів.

Посилання

Katal A., Choudhury T., Dahiya S. Comparison and Analysis of Container Placement Algo-rithms in Cloud Data Center. Emerging Trends in Expert Applications and Security. Singapore, 2023. P. 239–252. URL: https://doi.org/10.1007/978-981-99-1946-8_22 .

Sturm R., Pollard C., Craig J. Managing Containerized Applications. Application Performance Management (APM) in the Digital Enterprise. 2017. P. 177–185. URL: https://doi.org/10.1016/b978-0-12-804018-8.00013-9 .

Silva V. G. d., Kirikova M., Alksnis G. Containers for Virtualization: An Overview. Applied Computer Systems. 2018. Vol. 23, no. 1. P. 21–27. URL: https://doi.org/10.2478/acss-2018-0003 .

Resource scheduling for infrastructure as a service (IaaS) in cloud computing: Challenges and opportunities / S. H. H. Madni et al. Journal of Network and Computer Applications. 2016. Vol. 68. P. 173–200. URL: https://doi.org/10.1016/j.jnca.2016.04.016 .

Energy efficient scheduling of virtual machines in cloud with deadline constraint / Y. Ding et al. Future Generation Computer Systems. 2015. Vol. 50. P. 62–74. URL: https://doi.org/10.1016/j.future.2015.02.001 .

Cloud Resource Management with a Hybrid Virtual Machine Consolidation Approach / E. Zharikov et al. 2019 IEEE International Conference on Advanced Trends in Information Theory (ATIT), Kyiv, Ukraine, 18–20 December 2019. 2019. URL: https://doi.org/10.1109/atit49449.2019.9030459 .

Khan M. S. A., Santhosh R. Hybrid Optimization Algorithm for VM Migration in Cloud Com-puting. Computers and Electrical Engineering. 2022. Vol. 102. P. 108152. URL: https://doi.org/10.1016/j.compeleceng.2022.108152 .

Migration-Based Load Balance of Virtual Machine Servers in Cloud Computing by Load Predic-tion Using Genetic-Based Methods / L.-H. Hung et al. IEEE Access. 2021. Vol. 9. P. 49760–49773. URL: https://doi.org/10.1109/access.2021.3065170 .

Najm M., Tamarapalli V. Towards cost-aware VM migration to maximize the profit in federated clouds. Future Generation Computer Systems. 2022. Vol. 134. P. 53–65. URL: https://doi.org/10.1016/j.future.2022.03.020 .

Rani J. K., Lakshmi M. S. Cloud Computing Challenges and Concerts in VM Migra-tion. International Conference on Mobile Computing and Sustainable Informatics. Cham, 2020. P. 135–142. URL: https://doi.org/10.1007/978-3-030-49795-8_12 .

Katal A., Choudhury T., Dahiya S. Comparison and Analysis of Container Placement Algo-rithms in Cloud Data Center. Emerging Trends in Expert Applications and Security. Singapore, 2023. P. 239–252. URL: https://doi.org/10.1007/978-981-99-1946-8_22

CloudSim: a toolkit for modeling and simulation of cloud computing environments and evalua-tion of resource provisioning algorithms / R. N. Calheiros et al. Software: Practice and Experience. 2010. Vol. 41, no. 1. P. 23–50. URL: https://doi.org/10.1002/spe.995

Smimite O., Afdel K. Containers Placement and Migration on Cloud System. International Journal of Computer Applications. 2020. Vol. 176, no. 35. P. 9–18. URL: https://doi.org/10.5120/ijca2020920493

Performance Evaluation of Virtual Machine and Container-Based Migration Technique / A. Bhardwaj et al. Proceedings of Data Analytics and Management. Singapore, 2024. P. 551–558. URL: https://doi.org/10.1007/978-981-99-6544-1_41