Optimizacion De Virtualizacion

uc3m |
Determinación de la Distribución de Maquinas Virtuales en una Granja de Servidores físicos |
Trabajo de la Asignatura Métodos Cuantitativos de Organización Industrial |
|
Guillermo Castilla Alcalá |
6/6/2010 |

El objetivo de este trabajo es modelar y resolver el problema de la distribución de maquinas virtuales en una granja de servidores físicos, aplicando los conocimientosadquiridos en la asignatura Métodos Cuantitativos de Organización Industrial, mediante la utilización de la herramienta software de investigación operativa AIMMS |

Contenidos
Resumen Ejecutivo 3
Informe Detallado 4
Descripción del Problema 4
Formulación del Modelo 5
Resultados de Ejecución 6
Escenario 1 7
Escenario 2 9
Escenario 3 10
Escenario 4 11
Anexo: Información sobreDimensionamiento de entornos Virtualizados 11

Resumen Ejecutivo

El problema que se ha modelado es el de selección de la ubicación de maquinas virtuales (en adelante VM’s) dentro de una conjunto de servidores físicos (también llamados hosts).
La irrupción de las tecnologías de virtualización (VMware, Hyper-v de Microsoft, Xen, etc…), permiten optimizar el uso de los recursos físicosdisponibles en un ordenador, principalmente de CPU y memoria RAM. Con estas tecnologías es posible disponer de un conjunto de VMs ejecutándose en un mismo servidor físico “host”, con objeto de conseguir un uso más eficiente de los recursos del sistema.
Normalmente, tras analizar el consumo de memoria y CPU de los servidores de un Centro de Proceso de Datos empresarial típico, se detecta que el 90%de los servidores, como media no hacen un uso de más del 20% de los recursos del sistema. Pudiéndose afirmar que el 80% de las prestaciones de los equipos esta desaprovechada.
El problema que se modela en este trabajo busca la mejor distribución de 30 VM’s en una granja de 6 hosts, cuyas características físicas de consumo eléctrico, CPU, memoria y ancho de banda de red son diferentes.
Dado que elconsumo medio de CPU, memoria y ancho de banda de red de cada VM es diferente, hay que encontrar un reparto de las mismas de modo que no se superen las prestaciones que tiene cada servidor físico.
Pueden establecerse distintos criterios de distribución de las VM’s, tales como el reparto homogéneo del número de VM’s alojadas en cada host, ó el maximizar la memoria o CPU media no utilizada encada host, con objeto de disponer de CPU y memoria libre en cada uno para atender la posible demanda de estos recursos en momentos pico.
En este trabajo vamos a definir un criterio de asignación de las máquinas físicas (hosts) que van a alojar las máquinas virtuales (VMs) de forma que se maximice el uso de los recursos, con un mínimo consumo eléctrico total. Por tanto, se plantea un problema deprogramación lineal, que consiste en minimizar la función objetivo, que es el consumo eléctrico de la granja, (asumiendo que el consumo eléctrico de un servidor es directamente proporcional al consumo de CPU medio), sujeto a las limitaciones de CPU, memoria y ancho de banda de red de los hosts.
El principal recurso escaso de los hosts es la memoria, aunque las limitaciones de la cpu de los mismosimpone restricciones en la asignación de VM’s. Normalmente el Ancho de banda no suele ser un problema, y los actuales servidores disponen de tecnología que les permiten tener múltiples tarjetas de red virtuales (NIC)
El modelo que se ha realizado es un modelo de programación lineal con variables enteras (MIP mixed-integer programing model). La variable entera es la “posicionVMij“ que nos indica sila maquina virtual VMi está alojada en el Hostj .
Se plantean varios escenarios y se analizan los resultados en cada caso.
1. Los 6 servidores de la granja tienen diferentes características, con uno de una generacion anterior (de menos eficiencia electrica), y 30 VM’s diferentes, por lo que la solucion optima indica que hay que apagarlo
2. Los host de la granja son iguales, y todas...