PROGRAMUL DE STUDII DE MASTER: INTELIGENT ,A [612420]

UNIVERSITATEA DE VEST DIN TIMIS ,OARA
FACULTATEA DE MATEMATIC A S ,I INFORMATIC A
PROGRAMUL DE STUDII DE MASTER: INTELIGENT ,A
ARTIFICIAL A S ,I CALCUL DISTRIBUIT
LUCRARE DE DISERTAT ,IE
PROFESOR COORDONATOR: ABSOLVENT: [anonimizat]-Valer S ,ot^ ng a
TIMIS ,OARA, 2017

UNIVERSITATEA DE VEST DIN TIMIS ,OARA
FACULTATEA DE MATEMATIC A S ,I INFORMATIC A
PROGRAMUL DE STUDII DE MASTER: INTELIGENT ,A
ARTIFICIAL A S ,I CALCUL DISTRIBUIT
METAEURISTICI PENTRU ALOCAREA
DE RESURSE ^IN CLOUD
PROFESOR COORDONATOR: ABSOLVENT: [anonimizat]-Valer S ,ot^ ng a
TIMIS ,OARA, 2017

Rezumat

Cuprins
Cuprins 1
Introducere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1 Alocarea resurselor ^ n cloud 3
1.1 Aspecte generale Cloud . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2 Resursele Cloud . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.3 SLA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Bibliograe 16
1

Introducere
Cloud computing este unul din cele mai studiate domenii informatice.
Ideea principal a din spatele cloud-ului este aceea de a oferi utilizatorilor
senzat ,ia de innitate a puteri de calcul, stoc ari, resurselor. Aceast a senzat ,ie
este obt ,inut a prin faptul c a^ n mediul cloud utilizatorul nu sesizeaz a restrict ,iile
hardware (putere de calcul, stocare, etc), deoarece infrastructura cloud-ului
este construit a ca o ret ,ea de mas ,ini virtuale (Virtual Machines) care ofer a
servici care constau ^ n oferirea utilizatorului unei anumite part ,i din num arul
total de resursele hardware existente. O ret ,ea de mas ,ini virtuale poate
alc atuit a e ad aug^ and mai multe mas ,ini virtuale pe acelas ,i server, e este
alc atuit a din mai multe mas ,ini virtuale situate pe servere diferite. Datorit a
faptului c a se pot ad auga mai multe mas ,ini virtuale pe acelas ,i server zic,
resursele pot  folosite integral, astfel se reduce costul de execut ,ie. Mas ,inile
Virtuale sunt folosite s ,i pentru a aloca sau elibera dinamic resursele necesare
^ n funct ,ie de nevoia ec arui utilizator.. Promite
exibilitate  si performant  a
ridicat a pentru utilizatori  si reducere ecient a a costurilor operatorilor. Pen-
tru a obt ine acest lucru provideri de cloud ofer a instant e de diferite tipuri pe
termen scurt s au lung  si alocare dinamic a a resurselor la cerere.
Scopul utilizatorului cloud-ului este acela de a reduce costul de^ nchiriere a
resurselor, iar din perspectiva furnizorului de cloud scopul este de a maximiza
protul prin alocarea c^ at mai ecient a a resurselor. Pentru a atinge acest
scop utilizatorul trebui s a cear a furnizorului de servicii de cloud o alocare
static a (un num ar predenit de resurse) sau o alocare dinamic a (un num ar
dinamic de resurse) a resurselor astfel ^ nc^ at furnizorul de cloud va s ,tii c^ ate
instant ,e de resurse s ,i c^ ate resurse sunt necesare pentru o aplicat ,ie particular a.
Alocarea de resurse este o problem a important a s ,i o provocare mare ^ ntr-
un sistem pe scar a larg a as ,a cum sunt mediile de calcul ^ n cloud. Sunt
multe tehnici de alocare de resurse at^ at statice c^ at s ,i dinamice, ecare av^ and
avantajele s ,i provoc arile sale. Principala provocare ^ n tehnicile de alocare
de resurse este aceea de a determina cantitatea potrivit a de resurse care
este necesar a pentru a executa cerint ,a/job-ul cu scopul de a minimiza costul
nanciar al utilizatorului s ,i a maximiza folosirea de resurse a furnizorului
serviciului.
2

Capitolul 1
Alocarea resurselor ^ n cloud
Datorit a faptului c a ^ n ultimi ani majoritatea utilizatorilor au ajuns s a
e conectat ,i la internet a ap arut ideea de a partaja toate resursele ^ ntre
utilizatori cu ajutorul internetului. Acest concept poart a denumit a de "cloud
computing" datorit a faptului c a internetul poate  reprezentat simbolic ca un
nor ^ n care pot  accesate diferite service f ar a a cunoas ,te structura intern a a
serverelor sau locat ,ia zic a a acestora. Cloud-ul ofer a metode de consumare a
diferitelor servicii IT cu ajutorul internetului, acest lucru este posibil datorit a
faptului c a cu ajutorul internetului se pot accesa cu u surint a serviciile  si
centrele de calcul interconectate. Termenul de cloud computing este folosit
foarte des ^ n ziua de azi ^ n domeniul IT. ^In termeni simpli "cloud computing"
^ nseamn a putere de calcul, stocare, accesarea datelor  si a programelor pe
interne ci nu local pe hard disk.
Alocarea de resurse este at^ at o problem a important a c^ at s ,i o provocare
^ ntr-un sistem pe scar a larg a cum este mediul de calcul ^ n cloud. Sunt multe
tehnici de alocare de resurse, at^ at statice c^ at s ,i dinamice, ecare av^ and avan-
tajele s ,i provoc arile sale. Aceste tehnici de alocare de resurse trebuie s a res-
pecte parametrii "Quality of Service" (Qos), disponibilitate, timp de r aspuns
redus, securitate, capacitate, abilitate s ,i s a evite violarea acordului "Service
Level Agreement" (SLA). SLA este o ^ nt ,elegere pe care orice furnizor de ser-
vicii trebuie s a o respecte atunci c^ and aloc a resurse la utilizatorii cloud-ului.
Aceast a ^ nt ,elegere ^ ntre utilizator s ,i furnizor de cloud este pentru a asigura
respectarea parametrilor QoS.
Principala provocare a tehnicilor de alocare de resurse este aceea de a
determina cantitatea potrivit a de resurse care este necesar a pentru a executa
cerint ,a/job-ul cu scopul de a minimiza costul nanciar al utilizatorului s ,i a
maximiza folosirea resurselor furnizorului de servicii.
Tipuri de alocare a resurselor:
Alocarea static a: se folose ste pentru aplicat iile ^ n care cerint ele de obi-
3

cei nu se schimb a sau sunt predictibile, exist a posibilitatea de a utiliza
alocarea static a de resurse ecient;
Alocarea dinamic a: se folose ste pentru aplicat iile ^ n care cerint ele va-
riaz a sau sunt dinamice. Cu ajutorul aloc ari dinamice de resurse furni-
zorul ofer a mai multe resurse de c^ at este nevoie  si sunt retrase atunci
c^ and nu mai sunt necesare;
Alocarea utilizator: ^ n care utilizatorul cump ara resurse de la un fur-
nizor de cloud printr-un forum web unde ^  si creaz a un cont  si pl ate ste
pentru resursele folosite. Aceste resurse sunt disponibile pentru a
folosite ^ ntr-un interval de mai multe ore sau de mai multe minute.
Parametrii pentru alocarea de resurse:
Timp de r aspuns: algoritmul proiectat ar trebui s a r aspund a^ n minimul
de timp dup a ce execut a cerint a;
Cost minim: din punctual de vedere al utilizatorului de cloud costul ar
trebui s a e minimizat;
Venit maxim: din punctual de vedere al furnizorului de cloud venitul
ar trebui s a e maximizat;
Tolerant la defecte: algoritmul ar trebui s a continue s a funct ,ioneze ^ n
cazul unui c aderi a unui nod;
Violarea acordului SLA redus a: algoritmul proiectat ar trebui s a e
capabil s a reduc a violarea SLA;
Putere de consum redus a: alocarea ma sinilor virtuale s ,i tehnicilor de
migrare trebuie s a e f acut a cu un consum redus de energie.
Articolul "Resource Provisioning Techniques in Cloud Computing Envi-
ronment: A Survey"[1] ^ s ,i propune obiectivul de a explica ^ n detaliu aceste
tehnici s ,i de a face o comparare ^ ntre strategiile de alocare de resurse. Fi-
ecare tehnic a are avantajele s ,i dezavantajele sale, printre cele mai ^ nt^ alnite
dezavantaje se num ar a faptul c a nu sunt potrivite pentru experimente reale
sau nu sunt practice ^ nc a pentru seturi mari de date.
Tehnici statice de alocare a resurselor: Tehnica Aneka este folosit a ca
o aplicat ,ie s ,tiint ,ic a, care nesesit a o putere de calcul mare. Aneka
este o platform a de aplicat ,ie cloud care este capabil a s a aloce resursele
care sunt obt ,inute din surse variate ca cloud-uri publice s ,i cloud-uri
private, clustere, griduri s ,i griduri desktop. Aceast a tehnic a, aloc a
ecient resursele, astfel este redus timpul de execut ,ie al aplicat ,iei;
4

Tehnici dinamice de alocare a resurselor: Garantarea unui timp mediu
de r aspuns ^ n aplicat iile web este dicil a, deoarece  sabloanele tracului
sunt extrem de dinamice s ,i dicil de prezis cu acuratet ,e s ,i, de asemenea,
din cauza naturii complexe a aplicat ,iilor web pe mai multe nivele este
dicil de identicat blocaje s ,i rezolvarea lor ^ n mod automat. Consoli-
darea serverului este o tehnica folosit a pentru a reduce costurile energiei
^ n centrele de date virtualizate. Instant ,ierea unui set de mas ,ini virtuale
la una dintre mas ,inile zice poate  g^ andit a ca o etap a de alocare unde
cantitatea de resurse alocat a unei mas ,ini virtuale este determinat a s ,i
de o etap a de plasare care decide care mas ,ini virtuale pot  plasate
^ mpreun a pe mas ,inile zice.
^In cloud computing alocarea de resurse ^ nseamn a selectarea, implementa-
rea s ,i rularea gestion arii software s ,i hardware, pentru a asigura performant ,a
aplicat ,iei. Aceste tehnici sunt folosite pentru a^ mbun at at i timpul de r aspuns,
performant ,a, salvarea energie, Qos, SLA. Scopul cel mai important al aloc ari
de resurse este acela de a maximiza protul furnizorului s ,i de a reduce costul
utilizatorului. Sunt ^ nc a multe provoc ari ^ n strategiile curente de alocare a
resurselor.
1.1 Aspecte generale Cloud
Ideea de "cloud computing" a ap arut ^ n jurul anilor 1960 atunci c^ and
industria de calculatoare a realizat care sunt potent ,ialele beneci ale livr ari
puteri de calcul c a un serviciu sau utilitar. Singura problem a atunci a fost c a
nu exista posibilitatea de conectivitatea ^ ntre calculatoare s ,i band a necesar a
implement ari unui astfel de proiect care s a permit a utilizarea puteri de calcul
c a un utilitar. ^In ani 1990 c^ and aceste neajunsuri ai fost ^ ndeplinite, ideea
de a realiza un sistem de calcul c a o un serviciu a devenit real a. La sf^ ar situl
anilor 1990 Salesforce a oferit prima implementare comercial a cu succes a
SaaS (software a s a service). Acesta fost urmat ^ ndeaproape c atre AWS
(Amazon Web Services) ^ n 2002, oferind o gam a larg a de servicii, inclusiv
de stocare s ,i de putere de calcul – s ,i acum cuprinde baze de date, mas ,ini
de ^ nv at ,are s ,i alte servicii. Ast azi, Microsoft Azure, Google Cloud Platform
s,i alt ,i furnizori s-au al aturat AWS ^ n furnizarea de servicii bazate pe cloud
c atre persoane zice, ^ ntreprinderi mici s ,i ^ ntreprinderi globale [2].
Originea not ,iunii de cloud computing este neclar a. Cuv^ antul "Cloud"
(Nor) din numele "cloud computing" provine de la obi snuint a de a desena
internetul ca un nor ^ n diagramele de ret ea. Nu e de mirare c a cel mai
popular ^ nt eles al cloud computing se refer a la executarea de volume de date
5

pe internet ind conectat de la distant a ^ ntr-un centru de date a unui furnizor
comercial din a sa numitele cloud-uri publice AWS (Amazon Web Services),
sistemul CRM Salesforce s ,i platforma Google Cloud Platform, exemplic a
aceast a not ,iune popular a de cloud computing. O alt a semnicat ie mai precis a
a cea ce^ nseamn a cloud computing este virtualizarea  si managementul central
al resurselor dintr-un centru de date ca pachete software. Aceast a denit ie
tehnic a a cloud computing descrie modul ^ n care furnizorii de servici publice
de cloud ^  si desf a soar a activitatea. Avantajul cheie este agilitatea, abilitatea
de a aplica abstractizarea puteri de calcul, stoc ari, resursele ret elei la volumul
de date a sa cum este necesar  si introduse ^ ntr-un set de servici prestabilite.
Din perspectiva client ,ilor, cloud-ul ofer a o modalitate de a obt ine noi servicii
la cerere f ar a a ^ nve sti ^ n infrastructura hardware sau ^ n software noi. ^In
schimb, client ,ii pl atesc furnizorului lor de cloud o un abonament sau pl atesc
doar pentru resursele care sunt utilizate de ei. Cu ajutorul formularelor
web, utilizatorii ^  si pot congura conturi, mas ,ini virtuale sau pot furniza noi
aplicat iilor, pot  adaugat i mai mult ,i utilizatorii sau resurse de calcul din
mers – ^ n timp real, a sa cum cere volumul de date, datorit a unei caracteristici
de auto-scalare.
Cloud computing este model de sistem distribuit deasupra un num ar mare
de resurse partajate  si virtualizate cum sunt: stocarea, puterea de calcul/-
procesare, aplicat i  si servicii. Acest tip de concept a primit o m area atent ie
din partea comunit at ilor de cercetare  si a industriei datorit a viziunii de uti-
lizarea a serviciilor de calcul c a utilitate public a cum este apa, curentul, etc.
Cloud computing a fost preluat la un nivel ^ nalt de ^ ntreprinderi ^ n aface-
rile acestora ^ n ultimul deceniu. De si cloud a fost conceput pentru domeniul
afacerilor acesta a fost preluat s ,i fost modicat construit pentru diverse comu-
nit at i  stiint ice. Multe din comunit at i de acest fel folosesc medii de
uxuri
de date  si unelte cum ar  Taverna  si Galaxy pentru modelarea sarcinilor
de execut ie  si de procese complexe. Ca  si rezultat, sistemele ce au integrat
Cloud cu aceste sisteme de
ux de lucru au ap arut CloudMap, CloudMan,
GalaxyCloud, BioBlend [3]. ^In timp ce au fost multe ^ ngrijor ari despre vir-
tualizarea resurselor Cloud pentru a satisface necesit at ile  stiint ic rezultate
recente au ar atat totu si folosint a acestuia la o scar a larg a ^ n domeniul public.
Aparit ia cloud computing a deschis noi provoc ari at^ at pentru utilizatorii
acestuia c^ at  si pentru furnizorii de servicii cloud. Un exemplu de luat ^ n cal-
cul ar  datele private, criptarea acestora a devenit o practic a standard at^ at
pentru utilizatori c^ at  si pentru furnizorii acestuia, ca un mecanism ^ mpotriva
supravegherii neautorizate. ^Ins a criptarea ^ n cloud a dus bine^ nt ,eles  si la noi
probleme cum ar  managementul cheilor de securitate precum  si imposibi-
litatea acestuia de a asigura manipularea datelor. Asigurarea cloud ca  si o
utilitate este o cercetare activ a de interes, care include cum pot  c autate
6

datele criptate sau ^ mp art a site.
"Cloud computing" poate  denit ca un sistem paralel s ,i distribuit care
const a ^ n interconectarea s ,i virtualizarea a mai multor calculatoare care sunt
alocate ^ n mod dinamic s ,i sunt prezentate ca una sau mai multe resurse de
calcul. Undele dinte aceste tipuri de sisteme cu astfel de infrastructuri sunt
Microsoft Azure, Amazon EC2, Google App Engine, s ,i Aneka. Companii
ca Google, Amazon, Microsoft ofer a (furnizeaz a) servici cloud publice pe
internet cu plat a pe baz a de utilizare (pay-per-use). Unele dintre principalele
obiective ale acestor companii implic a reducerea costul de ^ ntret inere, spat ,iul
folosit s ,i cres ,terea cantit at ,ii de putere de calcul folosit a.
Datorit a cre steri rapide a cererilor s ,i a utilizatorilor de cloud, furnizori
de cloud ca Amazon sau Google au lansat un num ar enorm de centre ^ n
jurul lumi, peste un milion de servere. Energia este unul din principalele
variabile care in
uent eaz a costuri de ^ ntret inere a unui astfel de centru de
date. ^In mod normal^ n centrele tradit ionale de date opereaz a^ n cea mai mare
parte la circa 10-15% din capacitatea maxim a, asta deoarece cloud-ul promite
resurse virtuale nelimitate astfel acest fenomen de supra-aprovizionare este
unul normal. Reducerea consumului de energie se realizeaz a prin comutarea
servelor zice care sunt libere la st ari de alimentare reduse [4].
Timpul^ nseamn a bani^ n cloud deci c^ and un utilizator solicit a un serviciu,
furnizorii de cloud ar trebui s a e capabili s a serveasc a cererea utilizatorului
c^ at mai repede posibil ^ ntr-o manier a c^ at mai put in costisitoare. Pentru a
reduce costul de folosire a resurselor, ^ ntotdeauna se ^ ncearc a maximizarea
valoarii de utilizare. Pentru a reduce costul de folosire a unui cloud  si a
maximiza utilizarea resurselor se folosesc algoritmi dedicat i [5] acestui tip de
problem a. Pentru a reduce costul de folosire a resurselor, timpul de execut ie
al tuturor cerint elor asignate ar trebui s a e minimizat. Una dintre cele mai
^ nt^ alnite probleme este aceea c^ and mai mult i utilizatori cer ^ n acela si timp
servici cloud, aceste probleme sunt rezolvate prin folosirea unor algoritmi de
planicare [6].
^In cazul cloud-urilor private dac a care se ajunge la situat ,ia ^ n care re-
sursele disponibile sunt insuciente atunci se apeleaz a la o tehnic a numit a
"cloud bursting"care presupune obt ,inerea la cerere a unor mas ,ini virtuale
din cloud-urile publice. Principala problem a cu care se confrunt a broker-ul
este acea de a identica s ,i de a aloca mas ,inile virtuale conform cererilor nu-
mit a s ,i Problema Map arii Mas ,inilor Virtuale (The Virtual Machine Mapping
Problem)[7].
Cloud computing ofer a nenum arate avantaje care sunt atractive pentru
companii s ,i utilizatori cum sunt:
Migrat ,ia
exibil a: Organizat ,iile pot muta anumite volume de lucru din
7

cloud – sau din alte platforme cloud – dup a cum doresc sau ^ n mod
automat pentru a benecia de costuri mai bune sau pentru a utiliza
noi servicii ap arute;
Elasticitate: Sistemele cloud sunt scalabile adic a companiile sau uti-
lizatorii pot cres ,te sau sc adea nevoia de putere de calcul, stocare sau
alte servici ^ n funct ie de cerere. Acest lucru elimin a necesitatea unor
investit ,ii masive ^ n infrastructura local a, care poate pe termen lung nu
poate s a devin a insucient a sau neutilizabil a;
Plata pe utilizare: resursele de calcul sunt m asurate la nivel granu-
lar, permit ,^ and utilizatorilor s a pl ateasc a numai resursele s ,i volumul de
munc a pe care le folosesc;
Autoservire servicii: utilizatorii pot calcula resurse pentru aproape
orice tip de volum de munc a la cerere. Acest lucru elimin a necesitatea
administratorilor IT de a furniza s ,i gestiona resursele de calcul;
Independent , a fat  a de dispozitivul de conectare sau de locat ,ie: permite
utilizatorilor s a acceseze sistemele utiliz^ and un browser web, indiferent
de locat ,ia lor sau de dispozitivul pe care^ l utilizeaz a (de ex. PC, telefon
mobil). Deoarece infrastructura este o-site (de obicei furnizat a de un
tert ,) s ,i accesat a prin Internet, utilizatorii se pot conecta la acesta de
oriunde;
^Intret ,inerea aplicat ,iilor de cloud computing este mai us ,oar a, deoarece
nu este necesar a instalarea pe calculatorul ec arui utilizator s ,i poate
accesat a din diferite locuri (de ex. locul de munc a, ^ n timp ce c al atorit ,i
etc.);
Performant ,a este monitorizat a de expert ,ii IT din cadrul furnizorului
de servicii, iar arhitecturile compatibile s ,i slab asociate sunt construite
utiliz^ and serviciile web c a interfat , a de sistem.
Termenul de "Cloud computing" este folosit pentru a deni conceptul de
oferire de servicii la cerere. ^In ultimi ani a crescut interesul pentru cloud
at^ at cel academic c^ at s ,i cel industrial. Sunt dou a tipuri principale de cloud-
uri: cloud public s ,i cloud privat (intern), iar un al treilea tip care este fo-
losit mai rar de c atre utilizatori este cloud-ul hibrid, care este o combinat ,ie
^ ntre cele dou a cloud-uri enumerate mai sus. Accesul la un cloud privat
este restrict ,ionat pentru utilizatori care apart ,in de organizat ,ia care det ,ine
s,i administreaz a cloud-ul, pe c^ and la cloud-urile publice nu se pune aceast a
problem a deoarece serviciile sunt disponibile pe internet indiferent de tipul
8

de utilizator care vrea s a le foloseasc a. Cloud-urile publice mai sunt folosite
pentru a cres ,te capacitatea de calcul unui cloud privat.
Principalele informat ,ii despre modele cloud:
Cloud-ul public: Un cloud este numit "cloud public" atunci c^ and servi-
ciile sunt disponibile printr-o ret ,ea care este deschis a sau nesecurizat a
ind accesat a de publicul larg. Serviciile de cloud publice pot  gratu-
ite. Din punct de vedere tehnic, ar putea exista o diferent , a mic a sau
deloc ^ ntre arhitectura cloud-ului public s ,i privat, totus ,i lu^ and ^ n con-
siderare securitatea pot diferi ^ n mod substant ,ial serviciile (aplicat ,ii,
stocare s ,i alte resurse) care sunt puse la dispozit ,ie de un furnizor de
servicii pentru publicul larg s ,i c^ and comunicarea este efectuat a printr-
o ret ,ea f ar a ^ ncredere (nesecurizat a). ^In general, furnizorii de servicii
publice de cloud precum Amazon Web Services (AWS), Microsoft s ,i
Google fac modic ari la infrastructur a la centrul de date si ofer a ac-
ces ^ n general prin Internet. AWS s ,i Microsoft ofer a, de asemenea,
servicii de conectare direct a denumite "AWS Direct Connect" s ,i, res-
pectiv, "Azure ExpressRoute", astfel de conexiuni impun client ,ilor s a
achizit ,ioneze sau s a ^ nchirieze o conexiune privat a la un punct de pee-
ring oferit de cloud;
Cloud Privat: este o infrastructur a cloud care funct ,ioneaz a exclusiv
pentru o singur a organizat ,ie, e administrat a intern sau de c atre un
tert ,, s ,i g azduit a e intern, e extern. Ca s ,i ^ n cazul unui nor pu-
blic, client ,ii interni ^ s ,i pot furniza propriile resurse virtuale pentru a
construi, test a s ,i a executa aplicat ,ii. Pentru administratori, cloud-ul
privat se folose ste de cea mai bun a automatizare a centrului de date,
minimiz^ and alocarea s ,i gestionarea manual a. Stackul de date software
denit de software-ul VMware este cel mai popular software comercial
cloud privat, ^ n timp ce OpenStack este liderul open source;
Cloud-ul Hibrid: este integrarea unui cloud privat cu un cloud public.
Este cel mai dezvoltat cloud s ,i implic a crearea unor medii paralele ^ n
care aplicat ,iile se pot deplasa us ,or ^ ntre cloud-uriile private s ,i publice.
^In alte situat ,ii, bazele de date pot r am^ ane^ n centrul de date al client ,ilor
s,i pot  integrate cu aplicat ,iile cloud publice – sau volumul de lucru
virtualizat al centrului de date poate  replicat ^ n alt cloud ^ n timpul
perioadei de v^ arf a cererii. Tipurile de integrare dintre cloud-ul privat
s,i cel public variaz a foarte mult, ^ ns a ele trebuie s a e extinse pentru a
obt ,ine o denumire cloud hibrid.
Datorit a faptului c a ^ n acest domeniu se ofer a
exibilitate s ,i elasticitate ^ n
ultimi ani a crescut consistent num arul de cloud-uri publice s ,i private. Odat a
9

cu aparit ,ia a mai multor tipuri de cloud-uri, datorit a concurent ,ei s-a condus
s,i la aparit ,ia cloud-urilor cu caracteristici specice doar unui anumit tip de
utilizare, astfel pe piat , a exist a o mai mare acoperire a cerint ,elor client ,ilor.
Companiile din IT care folosesc cloud-ul nu mai sunt restrict ,ionate s a inves-
teasc a ^ n infrastructura hardware s ,i software necesar a dezvolt ari aplicat ,iilor,
deoarece pot obt ,ine acest lucru prin folosirea serviciilor de cloud.
Datorit a faptului c a ^ n ultimi ani au ap arut mai multe cloud-uri private
s,i publice, un nou intermediar "Cloud broker" [8] s ,i-a f acut aparit ,ia ^ ntre
utilizator s ,i furnizorii de cloud. Problema aloc ari ecient a s ,i dinamic a a
mas ,inilor virtuale la utilizatori revine brokerului. De modelul de mai sus nu
beneciaz a doar utilizatori care primesc un pret ,redus din partea brokerului,
dar s ,i furnizorii de servici cloud deoarece broker-ul rezerv a un anumit set de
mas ,inii virtuale, probabil de la mai mult i furnizori, iar ^ n cazul ^ n care are
nevoie de mai multe ma sini rezervate se adreseaz a furnizorilor, ^ n acest fel
c^ and este nevoie de ad augarea de noi resurse este vizibil s ,i pentru furnizori.
Principalele servicii [9] ale cloud-ului sunt:
Infrastructura ca un serviciu (Infrastructure as a Service – IaaS): furni-
zeaz a resurse, stocare, ret eaua. La nivel de baz a, furnizorii cloud-urilor
publici IaaS ofer a servicii de stocare s ,i de calcul pe baz a de plat a pe uti-
lizare. Servicii oferite de tot ,i furnizorii de cloud public sunt uimitoare:
baze de date extrem de scalabile, ret ,ele private virtuale, analize de date
mari, instrumente pentru dezvoltatori, ^ nv at ,are automat a, monitoriza-
rea aplicat ,iilor, etc. Amazon Web Services a fost primul furnizor de
servicii IaaS s ,i r am^ ane lider, urmat de Microsoft Azure, Google Cloud
Platform s ,i IBM Cloud;
Platforma ca un serviciu (Platform as a Service – PaaS): care furnizeaz a
un sistem de operare s ,i un set de unelte s ,i servicii pentru utilizator.
PaaS ofer a seturi de servicii s ,i
uxuri de lucru care vizeaz a ^ n mod
specic dezvoltatorii, care pot utiliza instrumentele, procesele s ,i API-
urile partajate pentru a accelera dezvoltarea, testarea s ,i implementarea
aplicat ,iilor. Salesforce's Heroku s ,i Force.com sunt oferte publice popu-
lare de tip PaaS; Pivotal Cloud Foundry s ,i Red Hat OpenShift pot
desf as ,urate ^ n incint a sau accesate prin cloudurile publici mari. Pentru
^ ntreprinderi, PaaS poate asigura c a dezvoltatorii au acces rapid la re-
surse, urmeaz a anumite procese s ,i utilizeaz a doar o gam a specic a de
servicii, ^ n timp ce operatorii ment ,in infrastructura de baz a. Ret ,inet ,i
c a o varietate de aplicat ,ii PaaS, adaptate dezvoltatorilor de aplicat ,ii
mobile, se refer a, ^ n general, la numele MBaaS (serviciul de back-end
mobil ca serviciu) sau, uneori, doar la BaaS (serviciul de back-end);
10

Software-ul ca un serviciu (Software as a Service – SaaS): permite furni-
zorilor de cloud s a ofere client ,ilor accesul la programe licent iate. Acest
tip de cloud computing public ofer a aplicat ,ii pe internet prin browser.
Cele mai populare aplicat ,ii SaaS pentru afaceri pot  g asite ^ n G Suite
Google s ,i Oce 365 Microsoft; printre aplicat ,iile enterprise, Salesforce
este liderul. Dar practic toate aplicat ,iile enterprise, inclusiv suitele
ERP de la Oracle s ,i SAP, au adoptat modelul SaaS. ^In mod obis ,nuit,
aplicat ,iile SaaS ofer a opt ,iuni de congurare extinse, precum s ,i medii
de dezvoltare care permit client ,ilor s a ^ s ,i codice propriile modic ari s ,i
complet ari.
1.2 Resursele Cloud
Infrastructura ca un Serviciu(IaaS) a devenit ^ n scurt timp un important
serviciu pe internet. IaaS ^ n cloud reprezint a una dintre cei mai semnicant ,i
furnizori de servici  si care are cea mai mare cre stere ^ n domeniu. ^In acest
serviciu furnizorii de cloud ofer a utilizatorilor resurse s ,i ma sini care includ
calculatoare ca ma sini virtuale, stocare, rewall-uri, dispozitive de ret ea, echi-
librare ^ nc arc ari benzi de comunicare ^ n ret ,ea. Una din cele mai importante
probleme ^ n cloud este modul de gestionare a resurselor.
Problema gestion ari resurselor include alocare, aprovizionare, adaptare,
descoperire, intermediere, estimare, modelare, mapare cerint e. Gestionarea
resurselor pentru IasS ^ n cloud ofer a urm atoarele benecii: stabilitate, cali-
tate a serviciilor, utilizare optim a, cheltuieli generale reduse, latent , a redus a,
mediu specializat, cost echilibrat. Articolul [10] prezint a care sunt princi-
palele probleme, unele dintre cele mai importante tehnici de gestionare a
resurselor  si solut ii de gestionare a resurselor.
Tipuri de resurse:
Resurse zice: variaz a foarte mult ^ n funct ie de calculator, un exemplu
de luat ^ n considerare ar  un calculator uzual care dispune de 1024kb
memorie  si disk-ul de 1GB  si un singur monitor ^ n schimb cele tipice
pentru sistemul creat pot avea procesoare paralele,  si mii de MB de
memorie astfel pot  conectate  si la ret ea global a cu astfel de calcu-
latoare. Astfel de ma sini de calcul ^ mbun at at esc folosirea sistemului
Cloud astfel va cre ste  si folosint a acestuia de c atre utilizatori.
{CPU (central processing unit): execut a majoritatea proces arilor
dintr-un computer. Utilizarea CPU este o problem a ^ n cloud,
deoarece unele cerint ,e ale utilizatorilor au nevoie de calcule masive
pe c^ and altele sunt simple. Exist a algoritmi care sunt folosit ,i
11

pentru a reduce frecvent  a unui CPU av^ and scopul de a reduce
costurile de energie;
{Memoria: este o structur a grupat a de resurse de memorie ^ ntr-o
form a virtual a de entit at i. Deoarece cloud-ul este un mediu care
are nevoie de alocare dinamic a de resurse este nevoie de algoritmi
care s a aloce ecient aceast a memorie;
{Stocare: sistemul de stocare este distribuit. Datele sunt salvate ^ n
mod normal pe un sistem de baze de date la distant , a. Internetul
sust ine comunicarea dintre aplicat ie  si baz a de date. Deoarece ^ n
mod normal calculatoarele se defecteaz a sau au nevoie de reparat ii
^ i important ca datele s a e stocate ^ n locat ii multiple pe diferite
ma sini virtuale;
{Stat ii de lucru: clasicarea calculatoare ca stat ii de lucru. Un sis-
tem care foloses ,te stat iile de lucru trebuie s a e congurat corect
ca s a nu supra^ ncarce ret eaua;
{Elemente de ret ,ea: hub-uri, bridges, switches etc. Gestioneaz a
milioane de componente;
{Senzori.
Resurse logice:
{Sistemul de operare: trebuie s a faciliteze utilizarea ecient a a re-
surselor hardware disponibile  si de asemenea s a se ofere mecanisme
de control a obiectelor. Acesta execut a managementul  sierelor a
securit at ii  si a e securilor, astfel faciliteaz a utilizarea ecient a a
resurselor;
{Energia: Principala tehnic a care este aplicat a este aceea de a re-
duce energia f ar a a impacta performant  a;
{L at ime band a ret ,ea:^In Cloud este greu s a se m asoare maximul
de date trecut prin ret ea ^ n bit i pe secund a a unui link sau acces
la ret ea. O metod a de m asurare ar  ^ nc arcarea unui  sier mare
de la un sistem la altul  si astfel m asur^ andu-se timpul necesar de
a completa act ,iunea;
{Securitatea informat ,iei: autenticare, condent ialitate, integri-
tate.Pentru confortul utilizatorilor ce det in aplicat ii, date  si pro-
cese a fost necesar a o implementare unde datele personale sunt ^ n
sigurant  a  si astfel s-a ^ mbun at at it autenticarea ^ n cloud cresc^ and
condent ialitatea  si nivelul de integritate a sistemelor pentru o mai
bun a abilitate;
12

{^Int^ arzieri: O secund a sau chiar c^ ateva milisecunde pot face o
diferent  a semnicant a atunci c^ and este vorba despre folosirea sis-
temelor Cloud de c atre utilizatori pentru a putea oferi un nivel de
calitate  si o experient  a demn a de tehnologia Cloud. Un furnizor
Cloud trebuie s a i-a decizii precise pentru scalarea centrelor de
date, migrarea datelor existente sau a proceselor  si desigur utili-
zarea resurselor;
{API/(Applications Programming Interfaces): API este un proto-
col folosit c a interfat a de c atre componentele aplicat iei pentru a
comunica unele cu altele. Poate cont ine specicat ii despre struc-
turile de date, clase de obiecte  si variabile. Aceste specicat ii pot
avea multiple forme incluz^ and de altfel  si standardul internat ional
POSIX, documentat ia clientului ca de exemplu API de la Mi-
crosoft Windows, libr ariile limbajelor de programare,  sabloane de
libr arii ^ n C++ sau Java API;
{Protocoale: Protocoalele de ret ea includ mecanisme pentru dispo-
zitive pentru a se identica  si conect a ^ ntre ele de astfel  si crearea
de reguli ce specic a cum este ^ nmagazinat a dat a ^ n mesaje, pri-
mit a sau trimis a. Sute de protocoale de ret ea pot  dezvoltate
pentru scopuri specice ^ n mediile cloud. Un exemplu ar  "Elu-
diora" care propune un management de identicare a utilizatorilor
(U-IDM) pentru consum atorii de servicii cloud c^ at  si pentru furni-
zori. Acest protocol va autentic a  si autoriza utilizatorii/furnizorii
^ n a sa fel pentru a reus ,i o securitate global a a ret elelor. Desigur
furnizorii de spat iu cloud  si cei de ret ea pot implementa diferite
politici astfel poate sc adea  si abilitatea serviciilor devenind in-
stabile..
Probleme ^ n gestionarea resurselor:
Alocarea de resurse: distribuirea resurselor ^ n mod economic s ,i echili-
brat la un anumit grup de persoane sau aplicat ii;
Aprovizionarea de resurse: alocarea resurselor necesare unui serviciu
oferit de c atre furnizor la un utilizator;
Adaptarea resurselor: capacitatea sistemului de a aloca resurse ^ n mod
dinamic cu scopul de a ^ ndeplini cerint ele utilizatorilor;
Maparea resurselor: leg atur a dintre resursele necesare pentru utilizator
 si resursele disponibile la furnizor;
13

Modelarea resurselor;
Estimarea resurselor;
Descoperirea  si selectarea resurselor;
Planicarea resurselor;
Intermedierea resurselor: negocierea resurselor printr-un agent pentru
a asigura c a anumite resurse sunt disponibile la timpul necesar.
Sunt multe probleme care trebuie s a e abordate ^ n gestionarea resurselor
din cloud astfel ^ nc^ at s a se respecte
exibilitatea, scalabilitatea, adaptabili-
tatea, reutilizarea  si personalizarea.
1.3 SLA
14

Bibliograe
[1] Bhavani B H and H S Guruprasad. Resource Provisioning Techniques
in Cloud Computing Environment: A Survey. International Journal of
Research in Computer and Communication Technology , Vol 3, 2014.
[2] Cloud computing, 2017. URL http://searchcloudcomputing.
techtarget.com/definition/cloud-computing .
[3] Surya Nepal, Suraj Pandey. Cloud Computing and Scientic Applica-
tions (CCSA)|Big Data Analysis in the Cloud . The Computer Journal ,
March 2016.
[4] Md Hasanul Ferdaus, Manzur Murshed, Rodrigo N. Calheiros, Rajku-
mar Buyya. Virtual Machine Consolidation in Cloud Data Centers using
ACO Metaheuristic. Euro-Par 2014 parallel process , 2014.
[5] Xiaolin CHANG, Bin WANG, Jiqiang LIU, Wenbo WANG, Jogesh K.
Muppala. Green Cloud Virtual Network Provisioning Based Ant Colony
Optimization. Beijing Municipal Natural Science Foundation , 2013.
[6] Hussein S. Al-Olimat, Robert C. Green IIy, and Mansoor Alam. Cloudlet
Scheduling with Population Based Metaheuristics. University of Toledo,
Toledo , 2015.
[7] Sergio NESMACHNOW, Santiago ITURRIAGA, Bernab e DORRON-
SORO, El-Ghazali TALBI, Pascal BOUVRY. Metaheuristics for the
Virtual Machine Mapping Problem in Clouds. INFORMATICA , 2015,.
[8] Sergio Nesmachnow, Santiago Iturriaga, Bernab e Dorronsoro, El-
Ghazali Talbi, and Pascal Bouvry. List scheduling heuristics for vir-
tual machine mapping in cloud systems. Evolutionary Computation &
Scheduling , 2013.
[9] Maria Alejandra Rodriguez and Rajkumar Buyya. Deadline Based Re-
source Provisioning and Scheduling Algorithm for Scientic Work
ows
on Clouds. IEEE TRANSACTIONS ON CLOUD COMPUTING , 2014.
15

[10] Sunilkumar S.Manvi, GopalKrishnaShyamb. Resource management for
Infrastructure as a Service(IaaS) inc loud computing: A survey. Journal
ofNetworkandComputerApplications , 2013.
16