Joint virtual machine embedding and wireless data center topology management

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2022

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: BEYZA BÜTÜN

Danışman: ERTAN ONUR

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Nesnelerin İnterneti, beşinci nesil vb. gibi gelişen teknolojilerle birlikte üretilen veriler muazzam bir şekilde büyüyor. Bu nedenle, günümüzde Veri Merkezi Ağları (VMAlar), önemli miktarda veriyi depolamak ve işlemek için önemli bir göreve sahiptir ve bu da onları ağın kritik bir bileşeni haline getirir. Çok büyük miktarda trafik talebini karşılamak için kablolu VMA'lar çok sayıda sunucu, güç tüketen anahtarlar ve çok uzun kabloların kullanımına ihtiyaç duyarlar. Kabloların kullanımındaki büyük artış, yüksek kablolama karmaşıklığına ve maliyetine neden olurken, çok sayıda sunucu ve güç tüketen anahtarlar, yüksek düzeyde güç tüketimine neden olur. Bu sorunları gidermek için Kablosuz Veri Merkezi Ağları (Kablosuz VMAlar) ortaya çıkmıştır. Kablosuz VMAlar, dinamik olarak değişen koşullara uyum sağlama yetenekleri sayesinde bant genişliğini verimli bir şekilde kullanır ve kablosuz yapıları sayesinde yüksek maliyet, kablolama karmaşıklığı ve güç tüketimi sorunlarını azaltır. Kablosuz VMAlar ayrıca hotspot problemine umut vaat eden bir çözüm sunar. Kablosuz VMAlar umut vaat eden çözümler sunmanın yanı sıra, güvenilir iletişim kurmak, dinamik olarak değişen trafik taleplerini karşılamak ve veri merkezinde karşılanan trafik miktarını artırmak gibi bazı zorlukları da beraberinde getirir. Bu çalışmada, 60 GHz bandını kullanan dinamik topolojiye sahip bir Kablosuz VMA öneriyoruz ve Kablosuz VMA'daki dinamik trafik taleplerini karşılamayı ve verimi en üst düzeye çıkarmayı amaçlıyoruz. Bunu başarmak için, sanal makineler (yani uygulamalar) arasındaki trafik talebini ve fiziksel makinelerin (yani sunucuların) kapasitesini göz önünde bulundurarak eş zamanlı bir şekilde sanal makineleri fiziksel makinelere verimli bir şekilde dağıtıp farklı raflarda konuşlandırılmış iki alıcı-verici arasında kablosuz bağlantılar kuruyoruz. Kablosuz VMA'daki verimi en üst düzeye çıkarmak için bir karma tamsayılı programlama (KTP) problemi formüle ediyoruz. Ayrıca, KTP problemini bir optimizasyon çözücü ile çözmek için gerekli olan süreyi azaltmak için Kablosuz Bağlantı ve Hizmet Dağıtımı (KBHD) ve Geliştirilmiş Kablosuz Bağlantı ve Hizmet Dağıtımı (G-KBHD) adlı iki buluşsal yöntem öneriyoruz. Bu iki buluşsal yöntem, önerilen problemi çözmek için gerekli süreyi önemli ölçüde azaltırken bir optimizasyon çözücü tarafından elde edilen optimal çözüme yaklaşık %20 oranında yaklaşır ve VMA'da dinamik olarak değişen trafik taleplerine uyum sağlar. Daha önce yapılmış ToR-to-ToR Kablosuz VMA çalışmasından farklı olarak, tanıtılan çalışma, sanal makinelerin fiziksel makinelere yerleştirilmesini de önererek, Kablosuz VMAlarda karşılanan trafik talebi oranını artırmaya önemli bir katkı sağlar.