تخصیص و به اشتراک گذاری منابع زیرساخت (مقاله ترجمه شده)

چکیده

سیستم عامل های شبکه های اجتماعی شیوه برقراری ارتباط و تعامل بین افراد را به سرعت تغییر داده اند. این شبکه ها موجب به وجود آمدن جوامع دیجیتال و مشارکت افراد در آنها و همچنین بازنمایی، استناد و پیدایش ارتباطات اجتماعی می شوند. به عقیده ما، هر چه نرم افزارها پیشرفته تر شوند، کاربران راحت تر می توانند خدمات، منابع و داده های خود را از طریق شبکه های اجتماعی به اشتراک گذارند. به منظور اثبات این مسئله، یک رایانش ابری اجتماعی را ارائه می دهیم که در آن فراهم سازی زیربنای ابری از طریق ارتباطات دوستانه صورت می گیرد. در یک رایانش ابری اجتماعی، دارندگان منبع ظروف مجازی موجود در رایانه های شخصی یا ابزارهای هوشمند خود را در شبکه های اجتماعی خود ارائه می دهند. با این حال، از آن جا که ممکن است کاربران دارای ساختارهای اولویت پیچیده ای در مورد کسانی باشند که تمایل دارند منابع خود را با آنان به اشتراک گذارند، از طریق شبیه سازی به بررسی این نکته می پردازیم که چگونه می توان منابع را در اختیار جامعه ای اجتماعی قرار داد که تلاش می کند منابع را به دیگران ارائه دهد. یافته های اصلی این تحقیق چگونگی بهره وری از شبکه های اجتماعی در ایجاد زیرساخت های رایانش ابری و اختصاص منابع با وجود اولویت های اشتراک گذاری کاربر را نشان می دهد.

مقدمه

به دلایل زیادی، به خصوص به خاطر توانایی آن در کاهش هزینه های تحمیلی بر کاربران از طریق بهره وری از اقتصاد مقیاس برای فراهم سازی زیرساخت، سیستم های عامل و نرم افزار به عنوان خدمات، رایانش ابری تحسین زیادی را برانگیخته است. ارائه دهندگان زیرساخت، نظیر Amazon Elastic Compute Cloud (EC2) کاربران را از شر مشکلات مرتبط با خرید و نگهداری از تجهیزات رایانه ای نجات می دهند؛ در عوض، می توان منابع رایانه ای را در اختیار متخصصان قرار داد و کاربران می توانند به گنجینه نامحدودی از منابع دسترسی داشته باشند. علی رغم این مزایا، بسیاری از کاربران تجاری و نهایی بر اثر مجموعه ای از ناپایداری های درک شده که در مطالعات متعددی شناسایی شده اند، سرخورده و ناراحت شده اند. مسئله اصلی نکات مربوط به اعتماد و پاسخگویی بین کاربران و ارائه دهندگان منابع می باشد. در این زمینه، اعتماد و پاسخگویی جنبه های مختلف متعددی، نظیر امنیت، حریم خصوصی، منش های اخلاقی، شفافیت، حفاظت از حقوق و مسائل مربوط به جبران خسارت را در برمی گیرد. رسیدگی به این مسائل مسئولیت اقبل ملاحظه ای است و از این رو، برنامه های تحقیقاتی بین المللی متعددی آغاز شده اند که به پوشش مواردی نظیر ارائه دهنده گواهی و توافق در مورد سطح خدمات رسانی می پردازند.

در این مقاله، به استدلال در مورد رویکرد جایگزینی برای برقراری اعتماد و پاسخوگویی در سیستم های عامل ابری می پردازیم: ابری اجتماعی؛ و از رویکرد جدیدی مبتنی بر تسهیل در به اشتراک گذاری منابع حمایت می کنیم.

رایانش ابری اجتماعی

رایانش ابری اجتماعی به منظور فراهم ساختن دسترسی به قابلیت های متغیر رایانه ای طراحی شده که از طریق بافتی ابری فراهم شده که به کمک منابعی ایجاد شده که توسط ثروتمندانی که به صورت اجتماعی با یکدیگر در ارتباط هستند، به آنها تزریق می شود. ابر اجتماعی شکلی از ابر اجتماعی است که در آن منابع توسط اعضای جامعه ای اجتماعی فراهم و مورد استفاده قرار می گیرد. از طریق این زیربنای ابری، کاربران قادر هستند تا برنامه ها را بر اساس منابعی مجازی اجرا کنند که دسترسی به منابع ارائه شده، یعنی زمان CPU، حافظه و منبع ذخیره سازی، را ممکن می سازند. در این مدل، ارائه کنندگان مجری دستگا های مجازی سبک وزنی هستند که کاربران می توانند بر روی آنها برنامه های کاربردی، که به صورت بالقوه موازی هستند، را در منابع رایانه ای خود اجرا نمایند. در حالی که مفهوم رایانش ابری اجتماعی را می توان در مورد هر محیط مجازی سازی در این مقاله به کار برد، بیشتر به مجازی سازی برنامه نویسی سبک وزن (سطح کاربردی) تمرکز می کنیم، چون به میزان قابل توجهی هزینه ها و فشار کار فراهم کنندگان را کاهش می دهد؛ در [14]، استفاده از محیط مجازی سازی سبک وزن تری مبتنی بر Xen را موردبررسی قرار دادیم؛ با این حال، مشخص شد که زمان ایجاد و زمینه سازی VM نشان داده شد.

چالش ها

چالش های زیادی در جریان ایجاد ابر اجتماعی وجود دارد که لازم است با دقت مورد توجه قرار گیرد. در این  قسمت، به طور خلاصه به چالش های اصلی متعددی اشاره می کنیم که به موارد زیر توجه می کنند: تسهیل فنی سیستم عامل ابر، گنجاندن و تعبیر کردن ساختارهای (شبکه) اجتماعی، طرح و اجرای مدل های اجتماعی و اقتصادی متناسب برای تسهیل تبادل و زیربنای سیستم عامل.

اجرا

اجرای رایانش ابر اجتماعی ما مبتنی بر سیاتل، سیستم عامل رایانه ای نظیر به نظیر منبع باز است. سیاتل به خاطر میان افزار سبک وزن مجازی سازی خود، به عنوان مبنای اجرا، که برای ممکن ساختن اجرای برنامه کاربردی منابع اهدایی استفاده می کنیم و مدل قابل توسعه اتاق پایاپای انتخاب شد که برای ممکن ساختن تخصیص اجتماعی اط ریق الگوریتم های انطباق اولویت گسترش می دهیم.

سیاتل

سیاتل سیستم عامل تحقیقاتی آموزشی منابع بازی است که برای ایجاد شبکه پ.ششی توزیع شده در منابع رایانه ای (سرورها، PCها و وسایل تلفن همراه) طراحی شده است که توسط کاربران آن اهدا شده است. ویژگی اصلی آن لایه مجازی سازی سبک وزنی است که روی ماشین همکاری اجرا می شود و سایر کاربران را قادر می سازد تا برنامه های کاربردی را در میان سیستم های عامل مختلف اجرا کنند. به طور اساسی، لایه مجازی سازی اطمینان حاصل می کند که برنامه های کاربردی ایمن بوده و جدا از سایر برنامه هایی هستند که روی یک میزبان اجرا می شوند. سیاتل در پیتون[1] اجرا شده و اتاق پایاپای روی چهارچوب ژانگو[2] ساخته می شود. مؤلفه های اصلی سیاتل عبارت هستند از:

مدیران پیوند به عنوان دروازه بانان منابع عمل کرده و در مورد هر منبع اهدایی به کار گرفته می شوند. مدیر پیوند اطمینان حاصل می کند که کاربران دارای صلاحیت لازم برای تعامل با VM خاصی که روی سیستم میزبان اجرا می شود را دارند. زمانی که مدیر پیوندی نصب می شود، مکان دستگاه میزبان را نسبت به خدمات جهانی اعلام می کند. ویژگی منحصر بفرد منبع در اتاق پایاپای ایجاد و حذف می شود تا مدیر پیوند را به اهداکننده مرتبط سازند.

تحقیقات مرتبط

با فراگیرشدن فزاینده پایگاه های شبکه اجتماعی، انتخاب ساختارهای شبکه اجتماعی برای انواع مختلف همکاری رایج تر می شود. نمونه های اصلی عبارت هستند از: جامعه و درگاه های علمی نظیر PolarGRID [31]؛ ASPEN [32]؛ دروازه علوم اجتماعی [33]؛ سیستم های ذخیره اجتماعی مانند Friendstore [35] و omemo.com؛ شبکه و وب سایت های به اشتراک گذاری زیربنایی رایانه ای نظیر fon.com؛ مدل هایی برای به اشتراک گذاری سیاست های بیمه در میان همتاهای اجتماعی و جاهایی که شبکه های اجتماعی از طریق همکاری کاملا ظاهر می شوند، مثلا [36]، [37].

نتیجه گیری و تحقیقات آتی

در این مقاله، رایانش ابر اجتماعی را مطرح ساختیم: سیستم عاملی که به اشتراک گذاری منابع زیربنایی بین دوستان را از طریق ارتباطات جتماعی که به صورت دیجیتالی کدگذاری شده اند ممکن می سازد. با استفاده از پیاده سازی خود، کاربران قادر هستند تا بر نامه ها را روی منابع مجازی شده فراهم شده توسط دوستانشان اجرا نمایند. برای ایجاد رایانش ابر اجتماعی، سیاتل را به گونه ای توسعه داده ایم تا به شبکه اجتماعی کاربران دسترسی داشته، به کاربران اجازه دهد تا اولویت های به اشتراک گذاری را استنباط نمایند و از الگوریتم های انطباق برای عملی ساختن تخصیص منابع مبتنی بر اولویت که به لحاظ اجتماعی آگاه است استفاده کنند.

انطباق منابع مبتنی بر اولویت (در موقعیتی کلی) مشکلی NP- سخت است که فرضیه هایی غیرواقعی را در مورد اولویت های کاربر و بیشتر الگوریتم های هنری اجرا شده در حالت های گروهی مطرح می سازد. بنابراین، با قبول این فرضیه که عرضه و تقاضای منبع متناسب با مدل تخصیص گروهی نیست، اتفاقات روی داده را زمانی بررسی کردیم که این الگوریتم ها را برای رایانش ابر اجتماعی به کار می بریم. با به کار بردن شیوه هایی برای تخصیص منابع بین تخصیص های دوره ای مشابه Amazon EC2، قادر بودیم تا به سرعت (در چندهزارم ثانیه) منابع را به صورت موقت اختصاص دهیم و سپس به صورت همگانی تخصیص منابع را در دوره بعدی تخصیص گروهی بهینه سازی کنیم. نتایج ما امیدوار کننده بوده و نشان می دهد که چگونه تخصیص منابع می تواند در تولید رایانش ابر اجتماعی روی دهد.

به عنوان تحقیقاتی که می توان در آینده انجام داد، روش های دیگری را برای مشخص ساختن اولویت های کاربران اضافه خواهیم کرد و شیوه هایی را برای شناسایی خود به خود آنها از شبکه اجتماعی آنها مطرح می سازیم. نمونه های مورد آخر عبارت هستند از: دسته بندی بر اساس هموفیلی (جنبه های مشابهت)، فهرست های ارتباطی و شاخص های Granovetter برای استحکام ارتباط. این نمونه ها موقعیت های واقعی تر و بیشتری را برای آزمایش الگوریتم های تخصیص ایجاد می کند. در چهارچوب سیستم عامل ابر اجتماعی، میزان حریم امنیتی را بیشتر توسعه می دهیم تا سیستم های تماس و کنترل بر دسترسی اجتماعی اضافی را فراهم کنیم تا این که کاربران بتوانند حق دسترسی توسعه یافته/ محدودی را به گروه ها بدهند، تا مثلا امکان دسترسی به خط فرمان را برای اعضای خانواده فراهم سازد. این توسعه ها تعداد کاربری های ممکن که می توانستند در ابر اجتماعی اجرا شوند را افزایش داده و تلفیق اجتماعی سیستم را به میزان بیشتری گسترش می دهد. سرانجام، بررسی می کنیم که کاربران چگونه از منابع دوستان خود استفاده و با آنها تعامل می کنند و پیاده سازی ما را در جهت سیستم تولید آماده ای سوق می دهند.

این مقاله در سال 2014 در نشریه آی تریپل ای و در مجله معاملات در محاسبات خدمات، توسط موسسه تحقیقات خدمات کارلسروهه منتشر شده و در سایت ای ترجمه جهت دانلود ارائه شده است. در صورت نیاز به دانلود رایگان اصل مقاله انگلیسی و ترجمه آن می توانید به پست دانلود ترجمه مقاله تخصیص و به اشتراک گذاری منابع زیرساخت در سایت ای ترجمه مراجعه نمایید.