Αξιολόγηση και βελτίωση ποιότητας υπηρεσίας και εμπειρίας σε συστήματα υπολογιστικού νέφους

Abstract

Cloud has a number of features that are essential for application owners to ensure quality of service, stability and scalability. Because of these features it comes across as the de facto infrastructure solution for the installation and operation of a variety of applications. Developing an application in a Cloud environment, however, poses a number of serious challenges, mainly in terms of the provider and resource selection process, based on the expected quality of service, and the management of virtual resources at the provider's premises. This dissertation attempts to approach and solve these fundamental problems related to the adoption of Cloud solutions. In particular, it seeks to address these issues by providing a sophisticated architecture and set of software tools that assist both the Cloud user and the provider, in terms of application profiling and categorization, analysis and prediction of interference effects in parallel running applications, resource analysis and management, benchmarking and analysis and clarification of the quality of experience in Cloud infrastructure. In terms of interference and resource management, models based on artificial neural networks have been developed, which they analyze log data to help providers better manage virtual resources. Service quality and experience as well as the general evaluation of Cloud infrastructure focused on the development of software for the evaluation of the service level agreement quality as well as the standardization of the benchmarking processes and metrics.

Το Cloud έχει μια πληθώρα από χαρακτηριστικά που είναι απαραίτητα για τους κατόχους εφαρμογών ώστε να διασφαλίσουν την ποιότητα υπηρεσίας, την σταθερότητα καθώς και την κλιμάκωσή τους. Λόγω αυτών των χαρακτηριστικών αποτελεί την ντε φάκτο λύση υποδομής για την εγκατάσταση και λειτουργεία μιας πληθώρας από εφαρμογές. Η ανάπτυξη μιας εφαρμογής σε ένα περιβάλλον Cloud ωστόσο, θέτει μια σειρά από σοβαρές προκλήσεις, κυρίως όσον αφορά τη διαδικασία επιλογής παρόχου και πόρων, με βάση την αναμενόμενη ποιότητα υπηρεσίας, καθώς και τη διαχείριση των εικονικών πόρων στις εγκαταστάσεις του παρόχου. Η διατριβή αυτή επιχειρεί να προσεγγίσει και να επιλύσει αυτά τα θεμελιώδη προβλήματα που αφορούν την υιοθέτηση λύσεων Cloud. Συγκεκριμένα, επιχειρεί να αντιμετωπίσει αυτά τα ζητήματα παρέχοντας μια εξελιγμένη αρχιτεκτονική και ένα σύνολο εργαλείων λογισμικού που βοηθά τόσο τον χρήστη του Cloud όσο και τον πάροχο, όσον αφορά το προφίλ και την κατηγοριοποίηση εφαρμογών, την ανάλυση και την πρόβλεψη των επιπτώσεων παρεμβολών σε παραλληλοποιημένες εφαρμογές, την ανάλυση και διαχείριση των πόρων, τη συγκριτική αξιολόγηση και την ανάλυση και αποσαφήνιση της ποιότητας εμπειρίας σε υποδομές Cloud. Αναφορικά με τις παρεμβολές και διαχείριση πόρων αναπτύχθηκαν μοντέλα βασισμένα σε τεχνητά νευρωνικά δίκτυα, που αναλύουν δεδομένα καταγραφής για να βοηθήσουν τους παρόχους να διαχειριστούν καλύτερα τους εικονικούς πόρους. Η ποιότητα υπηρεσίας και εμπειρίας καθώς και η αξιολόγηση των Cloud υποδομών επικεντρώθηκε στην ανάπτυξη λογισμικού για την αξιολόγηση του επιπέδου ποιότητας υπηρεσίας, καθώς και στην τυποποίηση των μετρικών και διαδικασιών της συγκριτικής αξιολόγησης των Cloud υπηρεσιών.