Meningkatkan Lingkungan Virtual dengan Manajemen Sumber Daya yang Sadar QoS

workload injection
[Review] Enhancing Virtual Environments with QoS Aware Resource Management
Fernando Rodríguez-Haro · Felix Freitag ·Leandro Navarro
Received: 1 May 2008 / Accepted: 10 February 2009 / Published online: 21 April 2009
© Institut TELECOM and Springer-Verlag France 2009
Ann. Telecommun. (2009) 64:289–303
DOI 10.1007/s12243-009-0106-1

Konsolidasi aplikasi server biasa dilakukan dalam solusi virtualisasi. Setiap aplikasi server beraksi sebagai mesin virtual yang dapat dijalankan dalam satu mesin fisik. Pada implementasi default dari Xen, scheduler (penjadwal) dikonfigurasi agar mampu menangani seluruh mesin virtual yang berjalan pada suatu mesin tunggal dengan perlakuan yang sama rata. Namun, apabila aplikasi yang berjalan pada VM mengubah kebutuhan sumber dayanya secara dinamis, Xen secara default belum mampu untuk memberikan sumber daya yang dinamis pula. Dibutuhkan solusi lain yang mampu memenuhi kebutuhan tersebut. Apabila penggunaan sumber daya terasosiasi dengan SLA (service level agreements), pembagian sumber daya yang sama rata kurang cocok untuk diterapkan pada mesin-mesin virtual. Meskipun ada kemungkinan untuk mengubah parameter-parameter scheduler pada Xen secara manual, belum ada perangkat yang mampu mengatur pengubahan pembagian sumber daya prosesor yang diberikan kepada setiap mesin virtual secara dinamis.

Paper ini menawarkan pendekatan untuk mengatur kualitas layanan (QoS – Quality of Service) dari sumber daya yang tervirtualisasi pada mesin-mesin berinti jamak (multicore) secara efisien. Framework yang dibuat bertujuan untuk menyelesaikan tiga aspek penting: administrative (mekanisme delegasi untuk membantu pengaturan sistem berskala besar berbasis mesin virtual), alokasi fine-grain (dengan pendekatan untuk meningkatkan penggunaan sumber daya fisik), dan manajemen cerdas (pengatur sumber daya yang dapat beradaptasi secara mandiri, sensitif terhadap kebutuhan pada level aplikasi, dan dapat dikonfigurasi).

Beberapa alternatif pada Xen dievaluasi untuk membangun manajemen sumber daya CPU virtual yang disempurnakan. Alternatif-alternatif tersebut dibandingkan dari sisi performa, fleksibilitas, dan kemudahan dalam penggunaannya.

Suatu arsitektur direncanakan untuk membangun layanan tingkat tinggi yang mengombinasikan mekanisme komunikasi interdomain dengan pengaturan dan kontrol primitif untuk pengaturan sumber daya lokal. Hasilnya adalah Local Resource Manager (LRM) yang mengatur sumber daya yang  dibutuhkan untuk tiap mesin virtual berdasarkan QoS yang disetujui sehingga penggunaan sumber daya menjadi lebih efisien.

Perangkat metering dan controller primitif dari Xen diintegrasikan sehingga terbentuklah komponen yang mampu memanajemen berdasarkan sensitivitas terhadap aplikasi, yang akan mengatur sumber daya CPU sesuai dengan permintaan yang ada. Perangkat level rendah yang primitif disembunyikan dan pengaturan CPU ditingkatkan melalui parameter high QoS seperti CPU cycle yang dibutuhkan dan metrik aplikasi.

Apabila mesin virtual secara bertahap membutuhkan CPU cycle tambahan, manajemen kapasitas CPU akan menjamin adanya sumber daya yang dibutuhkan. Apabila mesin virtual membutuhkan CPU cycle lebih dari yang telah disetujui pada SLA, maka VM tersebut akan menerima CPU cycle tambahan tergantung layanan yang berbeda-beda. Dengan demikian, sumber daya yang menganggur dapat disebar ke berbagai aplikasi yang sedang berjalan.

workload injection
Pengaturan QoS: pc1 = 0.15. pc2 = 0.3. pc3 = 0.45. Domain0 = 0.1
Terlihat adanya optimalisasi CPU saat pc lain belum melakukan eksekusi.

Terdapat dua komponen utama yang meningkatkan skalabilitas sesuai dengan aplikasi yang diminta: sensor (komponen untuk monitoring) dan controller (komponen untuk manajemen kapasitas CPU). Kedua komponen ini berjalan paralel. Sensor mengumpulkan metrics konsumsi CPU sesuai dengan domainnya. Sensor berhubungan langsung dengan fasilitas Xen di level rendah. Periode sensor default adalah 2,5 detik.

Kontroller beraksi seperti komponen yang self-tuning. Self-tuning dicapai dengan menggunakan algoritma yang mengadaptasi hybrid, membagi sumber daya CPU sesuai dengan kebutuhan level rendah dan tinggi.

Hasil dari eksperimen sistem tersebut menunjukkan bahwa tujuan penelitian telah tercapai, yaitu:

  1. Menjamin layanan yang diminta aplikasi (dalam Megahertz) untuk setiap mesin virtual pada mesin penyedia sumber daya (lihat gambar)
  2. Menaikkan dan menurunkan jumlah sumber daya yang diberikan (apabila sumberdaya tersedia) sesuai dengan permintaan
  3. Proses belajar yang mengatur QoS berdasarkan tps (transaction per second) yang didapatkan dari aplikasi yang berjalan pada mesin virtual
Iklan

Penulis: fayruzrahma

always trying to be a simple person :)

2 thoughts on “Meningkatkan Lingkungan Virtual dengan Manajemen Sumber Daya yang Sadar QoS”

Ada komentar?

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s