Asignación eficiente de recursos en centros de datos virtualizados abordando el compromiso entre tolerancia a fallos y consumo energético

Abstract

RESUMEN: Los centros de datos han venido ganando mucho interés debido a su capacidad para almacenar una gran cantidad de información; como resultado se han convertido en el mayor soporte para la computación en la nube. Actualmente, los centros de datos presentan problemas de rendimiento, como: calidad de servicio no garantizada, riesgos de seguridad, complejidad en la administración e inflexibilidad. Los centros de datos virtualizados son una herramienta emergente para enfrentar estos problemas. Pero su implementación trae incluso un reto mayor: ¿Cómo asignar óptimamente las demandas de los centros de datos virtuales sobre la infraestructura física, de tal manera que se reduzcan los costos de operación del Centro de Datos, se mejoren las ganancias y se garanticen los acuerdos de servicio con los usuarios finales? Este reto es conocido como “Virtual Data Center Embedding”' (VDCE, siglas en inglés). Este manuscrito inicialmente presenta un estado del arte de la investigación en este problema, y también propone una clasificación taxonómica de las propuestas principales para resolverlo. Esta revisión nos ha permitido encontrar que no se ha propuesto una solución que estudie el comportamiento del proceso del VDCE cuando se busca reducir los recursos necesarios para la tolerancia a fallos y minimizar el consumo energético en forma coordinada. En esta investigación se presenta una propuesta para abordar el VDCE, basados en un programa lineal entero mixto (MILP, siglas en inglés) multiobjetivo, que se soluciona utilizando el método de las €-restricciones con el que se pueden obtener respuestas no dominadas. Nuestra propuesta soluciona el VDCE buscando el equilibrio entre la minimización del consumo energético y el garantizar supervivencia a fallos en los servidores de la red del centro de datos físico. Para comprobar el desempeño implementamos nuestra propuesta de forma simulada en java utilizando las funciones proporcionadas por las herramientas ALEVIN y Gurobi. Los resultados del experimento demuestran que nuestro modelo tiene mejor desempeño cuando se le dio más importancia a minimizar los recursos de respaldo necesarios para garantizar una completa tolerancia a fallos. Los resultados también demuestran que el modelo propuesto en esta investigación tiene una aceptación de redes virtuales que supera el 8% cuando se compara con un algoritmo existente.