Regisztráció és bejelentkezés

Költséghatékony erőforrás-vezénylés heterogén felhő környezetben

A távközlő hálózatok területén egy új irányelv figyelhető meg, miszerint a nem is olyan távoli jövőben mindenki mindenkivel illetve minden mindennel legyen összekapcsolódva, egy egységes tudásbázist biztosítva, melyből a felhasználók elérhetik a számukra szükséges információkat. A hagyományos eszközök fokozatos okossá tétele, vagyis a “kapcsoljunk internetre mindent” szemlélet egyre inkább terjedőben van. Egymás után nyílnak az új okos hotelek, irodák vagy házak, de például a közlekedés területén is számos forradalmian új megoldást találhatunk (például áruszállító drónok, önvezető autók, forgalom vezérlés, stb.). De nem csak az eszközöknek, hanem a felhasználóknak is bővülnek az igényeik a hálózatokkal szemben. Ilyen lehet például a virtuális valóság és tapintás alapú internet. Az így létrejövő új követelmények eredményezik azt, hogy a hálózati operátoroknak a versenyképesség szempontjából olyan távközlő hálózatokat és új szolgáltatásokat kell létrehozniuk melyek képesek kezelni az IoT (Internet of Things) miatt megnövekedett kliensek számát, a szenzorok által folyamatosan generált nagy mennyiségű adatot, az új felhasználói igények azonnali kiszolgálását és a számítási kapacitást amely ezeket együttesen képes kezelni.

A ma is használt hálózatok meglehetősen rugalmatlanok az ilyen típusú alkalmazások bevezetésére, hiszen habár a sávszélességi követelményeket mindinkább teljesítik, mégis az azonnali reakcióhoz szükséges nélkülözhetetlen tulajdonságnak, a késleltetési igénynek nem felelnek meg. E kihívások teljesítésére a megoldás, a dinamikusan változtatható szoftverizált hálózatok (Software Defined Networking, SDN) és a virtualizálásra alkalmas felhő adatközpontok összekapcsolásában és a hálózati funkciók virtualizálásában (Network Function Virtualization, VNF) található. Egy szolgáltatási kérés több funkcióból (Service Function Chain, SFC) állhat össze, melyeknek különböző erőforrásigényei lehetnek a hálózattal és futtató szerverekkel szemben (CPU, memória, sávszélesség, késleltetés stb.). Magától értetődően a klienshez közeli szervereken szükséges létrehozni a leginkább késleltetés igényes funkciókat és e kritérium értékének enyhülésével haladhatunk beljebb a távolabb lévő felhőrendszerek felé. Erre alkalmas a fog networking architektúra, mely kiterjeszti a hagyományos felhő architektúrát, azzal hogy a hálózat szélein virtualizálásra alkalmas csomópontokat helyez el. Az elkövetkező 5G rendszer egyik eleme, hogy a különböző szolgáltatók egy egységes felhő hálózatot hoznak létre, így lehetővé téve bármely felhasználónak a kiszolgálását az éppen aktuális helyzetétől függetlenül. Azonban a szolgáltatóknak céljuk lehet, hogy minél jobban a saját erőforrásaik használatára törekedjenek, elkerülve a plusz költségeket a többi hálózati operátortól igénybevett erőforrásokért cserébe.

Tudományos dolgozatunk egy olyan általunk létrehozott algoritmust mutat be, mely a fent említett feltételeket teljesíti és minimalizálja az egyéb szolgáltatóktól igénybevett erőforrások költségét. A megvalósítás során szempont volt a bejövő szolgáltatás igények lehetséges azonnali kiszolgálása, az algoritmust futtató szolgáltató saját infrastruktúra használatának maximalizálása illetve a késleltetés érzékeny funkciók kötelező implementálása - a kliens mozgását követve - a közeli erőforrásokon. Az algoritmus megalkotása során különös figyelmet fektetünk a valós idejű hálózati funkció mozgatására (live migration) ezzel is csökkentve az idegen hálózatból való erőforrás bérlés költségeit. A dolgozatunkban különböző szimulációs helyzetekben mutatjuk be az általunk javasolt algoritmus teljesítményét összehasonlítva egyéb megoldásokkal.

szerzők

  • Haja Dávid
    Mérnök informatikus szak, mesterképzés
    mesterképzés (MA/MSc)

  • Szalay Márk
    Mérnök informatikus szak, mesterképzés
    mesterképzés (MA/MSc)

konzulensek

  • Dr. Toka László
    egyetemi adjunktus, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék
  • Dr. Sonkoly Balázs
    egyetemi adjunktus, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék

helyezés

Egyetemi Hallgatói Képviselet II. helyezett