Hybrid Cloud: Planejamento a Longo Prazo de

uma Infra-estrutura Híbrida

Paulo Ditarso Maciel Jr.

pmaciel@lsd.ufcg.edu.br

O que é Cloud Computing?

O que é Cloud Computing?

• Conceito de “everything-as-a-service”• computação sob-demanda no modelo “pay-per-use”

• diferente níveis de QoS

O que isso nos afeta?

• Utility Computing Market (tais como água ou eletricidade)• redução substancial do TCO

CC é a única solução?• Grid Computing como outra alternativa

• mercado para troca de recursos ociosos

• sem garantias na QoS provida

• reciprocidade!!!

• “Mistura” de poder computacional

• Como executar o planejamento dos contratos?

Infra-estrutura Híbrida de TI

The application timeline

Problema Atacado

• Abordagem “business-driven” para o gerenciamento da infra-estrutura híbrida

“Como melhorar a eficiência econômica dessa infra-estrutura híbrida

que suporta a execução de aplicação com restrições de tempo?”

• Dificuldade devido as incertezas do ambiente

• trade-off: urgência vs informação

“Contratos estabelecidos com antecedência custam menos, porém, menos “acurável” é a informação sobre a quantidade extra de computação necessária.”

Frentes de Pesquisa

• Contratos de curta duração (short-term)

• Contratos para execução de uma app diária

• Baseado numa estimativa de qnt o grid vairetornar de saldo durante aquele dia

• Heurísticas baseadas na “confiança” na grade P2P

• Contratos de longa duração (long-term)

• Olhando um ano a frente…

• Reservar recursos de forma planejada

• Alocar recursos de forma inteligente

Contratos de Curta Duração

Average Efficiency vs Capacity Ratio

Contratos de Longa Duração

• Modelo de tarifação usado pela Amazom EC2

• 1 ou 3 anos de antecedência

• Vantagens para o provedor

• Garantir operação estável de forma permanente

• Planejar melhor a utilização da sua infra-estrutura

• etc

• Vantagens para o cliente

• Proteger contra flutuações de preços e indisponibilidade de recursos

• etc

Modelo de Profit da Infra-estrutura Híbrida

• Elementos:

• m aplicações que demanda uma carga de trabalho

• Cada app tem uma função de utility no tempo

• n provedores com custo de reserva e custo de uso • Grade P2P, infra local, provedores de cloud (reserva e on-demand)

Profit = sum[U(apps)] – sum[Reser_cost(n)] – sum[Usage_cost(n)](lucro = ganho - custos)

• Duas fases distintas

• Planejamento da capacidade e Alocação dos recursos

Instanciação do Modelo de Profit

• BoTs tiradas do trace NorduGrid (GWA)

• 1 ano/mês de atividades no NorduGrid

• Função de utility que decai linearmente com o tempo

• Até 5 provedores diferentes

• P1 -> grade P2P (Reserv_cost = 0, Usage_cost = 0)

• P2 -> infra local (Reserv_cost != 0, Usage_cost = 0)

• P3 -> cloud (Reserv_cost != 0, Usage_cost != 0)

• P4 -> cloud (Reserv_cost != 0, Usage_cost != 0)

• P5 -> cloud (On-Demand) (Reserv_cost = 0, Usage_cost != 0)

• P3 != P4

Fase de Planejamento

• Dado uma qtde fixa de recursos locais, planejar quanto deve ser reservado em provedores externos baseado em estimativas da grade e do workload

• Estratégia de planejamento é utilizar todos os recursosreservados para finalizar as apps o quanto antes

• Objetivos:

• Demonstrar o valor do planejamento

• Encontrar a qtde “ótima” de recursos a serem reservados

Resultados Parciais daFase de Planejamento

COLOQUEM SEUS ÓCULOS 3D!!!

:-)

Resultados Parciais doPlanejamento (sem spot)

Resultados Parciais doPlanejamento (com spot)

Fase de Escalonamento (debug_mode)

• Depende da saída da fase de Planejamento

• Estratégia de escalonamento é alocar os recursos de forma mais inteligente, para tentar “maximizar” o profit

• Considera duas dimensões de otimização: custo e ganho

• Utiliza o provedor on-demand (P5) para “consertar” o planejamento errado devido às incertezas (???)

Resultados Parciais do Escalonamento

• Escalonamento com P5 e com perturbação nademanda (10% menor) e na grade (erro de -10%)

Próximos Passos

• Simular utilizando um ano de atividades do NorduGrid

• Avaliar os resultados obtidos a partir de uma métricaglobal de eficiência

• Submissão para um periódico

• (passo um pouco mais longo...) avaliar estratégias de mercado futuro nesta infra-estrutura

Obrigado!!!