Nghiên cứu kháng lỗi trong dịch vụ hạ tầng điện toán đám mây

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP HỒ CHÍ MINH

HÀ THANH QUANG

NGHIÊN CỨU KHÁNG LỖI

TRONG DỊCH VỤ HẠ TẦNG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

TP.Hồ Chí Minh, năm 2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP HỒ CHÍ MINH

HÀ THANH QUANG

NGHIÊN CỨU KHÁNG LỖI

TRONG DỊCH VỤ HẠ TẦNG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY

Chuyên ngành: Khoa học máy tính

Mã số: 60.48.01.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS. TRẦN CÔNG HÙNG

TP.Hồ Chí Minh, năm 2019

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan rằng luận văn “Nghiên cứu kháng lỗi trong dịch vụ hạ tầng điện

toán đám mây” là bài nghiên cứu của chính tôi.

Ngoại trừ những tài liệu tham khảo được trích dẫn trong luận văn này, tôi cam

đoan rằng toàn phần hay những phần nhỏ của luận văn này chưa từng được công bố

hoặc được sử dụng để nhận bằng cấp ở những nơi khác.

Không có sản phẩm, nghiên cứu nào của người khác được sử dụng trong luận

văn này mà không được trích dẫn theo đúng quy định.

Luận văn này chưa bao giờ được nộp để nhận bất kỳ bằng cấp nào tại các trường

đại học hoặc cơ sở đào tạo khác.

TP Hồ Chí Minh, năm 2019

Hà Thanh Quang

ii

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn thạc sĩ, ngoài

những cố gắng nỗ lực của bản thân, em đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ quý

báu của quý thầy cô, cùng với sự động viên khích lệ và ủng hộ của đồng nghiệp,

bạn bè và gia đình. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc em xin được gửi lời cảm

ơn chân thành tới:

Ban giám hiệu và tất cả các thầy cô giáo của Trường Đại học Mở Thành phố

Hồ Chí Minh đã giảng dạy và dìu dắt em trong trong suốt quá trình học tập tại

trường.

Xin gửi lời cảm ơn trân trọng nhất tới PGS.TS Trần Công Hùng, người đã trực

tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo, chia sẻ kiến thức, tài liệu, tạo mọi điều kiện thuận

lợi và định hướng cho em trong suốt quá trình thực hiện luận văn.

Bên cạnh đó, em cũng đã nhận được rất nhiều sự hỗ trợ tận tình từ ThS.Bùi

Thanh Khiết và cùng các bạn bè. Xin gửi lời tri ân đến tất cả các thầy và các anh

chị.

Tuy nhiên, do thời gian hạn hẹp, mặc dù đã nỗ lực hết sức mình, nhưng chắc

rằng luận văn khó tránh khỏi thiếu sót. Em rất mong nhận được sự thông cảm và chỉ

bảo tận tình của quý thầy cô và các bạn.

Em xin chân thành cảm ơn !

iii

TÓM TẮT

Ngày nay, sự phát triển của Điện toán đám mây đã mang lại cho chúng ta rất

nhiều cơ hội nhưng cũng không kém phần thách thức. Điện toán đám mây cung cấp

cho người dùng rất là nhiều dịch vụ như dịch vụ cơ sở hạ tầng (IaaS), dịch vụ nền

tảng (PaaS), dịch vụ phần mềm (SaaS). Với điện toán đám mây thì người dùng có

thể hoàn toàn yên tâm về việc sử dụng các tài nguyên sẵn có trên cloud; giảm được

chi phí đầu tư máy móc, thiết bị, chi phí bảo trì, bảo dưỡng thiết bị; tổ chức, doanh

nghiệp cũng không phải quan tâm về quản trị hệ thống…

Để đảm bảo cho các dịch vụ trên cloud hoạt động một cách ổn định, thông suốt,

chúng ta cần phải xây dựng một phương pháp kháng lỗi trong cloud computing.

Hiện tại có hai phương pháp kháng lỗi chính: kháng lỗi chủ động và kháng lỗi bị

động. Có rất nhiều phương pháp nhận dạng lỗi trên cloud như cây quyết định, mạng

nơ ron, logic mờ, máy véc tơ hỗ trợ, phương pháp chủ động phối hợp kháng lỗi, sử

dụng logic mờ. Qua nghiên cứu, tôi nhận thấy logic mờ có nhiều ưu điểm, hiệu quả,

từ đó tôi mạnh dạng đề xuất nghiên cứu áp dụng kỹ thuật logic mờ để nhận dạng lỗi

trong cơ sở hạng tầng điện toán đám mây và xây dựng thuật toán di trú máy ảo dựa

trên thuật toán ACO.

Thông qua kết quả nghiên cứu kỹ thuật logic mờ để nhận dạng lỗi và dựa vào

thuật toán ACO, tôi đã xây dựng thuật toán di trú máy ảo trong cloud computing.

v

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ................................................................................... i

LỜI CẢM ƠN ....................................................................................... ii

TÓM TẮT ............................................................................................ iii

MỤC LỤC ............................................................................................. v

DANH SÁCH BẢNG .......................................................................... vii

DANH SÁCH HÌNH VẼ.................................................................... viii

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT ........................ ix

Chương 1:GIỚI THIỆU ...................................................................... 1

Chương 2:TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY ................... 4

Chương 3: CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ................................. 13

3.1.1 Using Proactive Fault-Tolerance Approach to Enhance Cloud Service

Reliability[10] ............................................................................................... 13

vi

3.1.2 “An approach for fault tolerance in cloud computing using machine

learning technique”[11] ................................................................................. 15

3.2.1 Nghiên cứu thuật toán lập lịch máy ảo trong điện toán đám mây dựa trên

giải thuật tối ưu đàn kiến [13] ....................................................................... 21

3.2.2 “Mô hình cấp phát tài nguyên điện toán đám mây công bằng dựa trên lý

thuyết trò chơi” [14] ...................................................................................... 21

3.2.3 “A Load Balancing Game Approach for VM Provision Cloud Computing

Based on Ant Colony Optimization” [15] ...................................................... 22

3.2.4 “An auto-scaling VM game approach for multi-tier application with

Particle swarm optimization algorithm in Cloud computing” [16] ................. 23

Chương 4:MÔ HÌNH KHÁNG LỖI TRÊN ĐTĐM ........................ 25

4.3.1 Hệ suy diễn mờ Takagi-Sugeno ............................................................ 26

4.3.2 Tiên đoán lỗi hạ tầng điện toán đám mây .............................................. 28

4.5.1 Giải thuật tối ưu đàn kiến ...................................................................... 36

4.5.2 Giải thuật di trú máy ảo dựa trên giải thuật đàn kiến ............................. 38

Chương 5:MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ .......................................... 46

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN.......................................... 54

DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................. 55

vii

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 4.1: Danh sách các PM đầu vào .................................................................. 44

Bảng 4.2: Danh sách các VM cần di trú .............................................................. 44

Bảng 4.3: Danh sách các PM an toàn ................................................................... 45

Bảng 4.4: Ma trận vệt mùi ................................................................................... 45

Bảng 5.1: Kết quả Dataset 1 ................................................................................ 50

Bảng 5.2: Kết quả Dataset 2 ................................................................................ 50

Bảng 5.3: Kết quả Dataset 3 ................................................................................ 51

Bảng 5.4: Kết quả so sánh ACO với RoundRobin của cân bằng tải ..................... 52

Bảng 5.5: Kết quả so sánh ACO với RoundRobin của độ lãng phí ....................... 52

Bảng 5.6: Kết quả so sánh ACO với RoundRobin của hàm mục tiêu .................. 53