فصلنامه تخصصی فناوری اطلاعات و ارتباطات

بهبود استفاده از منابع مراکز داده با استفاده از تکنیک خوشه بندی،منطق فازی و الگوریتم های تکاملی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی کامپیوتر، موسسه آموزش عالی پاسارگاد، شیراز، ایران

2 دانشکده برق و کامپیوتر، واحد جهرم، دانشگاه آزاد اسلامی، جهرم، ایران

3 گروه مهندسی کامپیوتر، موسسه آموزش عالی پاسارگاد، شیراز، ایران

10.22034/apj.2026.2085844.1063
چکیده
محاسبات ابری امروزه به عنوان مدلی فراتر از سیستم‌های سنتی محاسبات توزیع‌شده (مانند Grid و Cluster) مطرح است که توانایی پاسخگویی به درخواست‌های پویا و نیازمندی‌های متنوع کاربران را دارد. با افزایش کاربران، نیاز به استقرار مکانیزم‌های مناسبی جهت توازن بار و زمانبندی کار احساس می‌شود. متعادل‌سازی بار برای توزیع یکنواخت حجم کار در سرورهای فیزیکی، جلوگیری از ازدحام منابع و بهبود عملکرد سیستم ضروری است. با توجه به درخواست کاربران جهت دریافت سرویس و لازمه ی ارائه پاسخ درست و به موقع و از سوی سرویس دهندگان و همچنین به دلیل محدود بودن منابع موجود در این محیط، نیاز به زمانبندی احساس میشود. در این مقاله رویکردی برای بهینه‌سازی مهاجرت ماشین مجازی، با ترکیب الگوریتم‌های ژنتیک و بهینه‌سازی کلونی مورچه‌ها برای عملیات زمان‌بندی منابع پیشنهاد شده است و از خوشه‌بندی K Means و منطق فازی برای تعیین کمیت وابستگی بین ماشین‌های مجازی و ماشین‌های فیزیکی جهت مهاجرت به منظور حفظ تعادل بار استفاده می‌کند. در این تحقیق مدل پیشنهادی با سه الگوریتم متعادل سازی بار در محیط شبیه سازی کلودسیم مقایسه شده است. در این ارزیابی مدل پیشنهادی ما به کاهش ۴.۵ درصدی در زمان انجام کار،افزایش ۴.۹ درصدی در نسبت موفقیت در مهلت مقرر،بهبود ۳.۹ درصدی در تنوع وظایف دست یافت.پیچیدگی محاسباتی ۸.۳ درصد کاهش یافت،راندمان مهاجرت ماشین مجازی ۲.۵ درصد بهبود یافت و تأخیر تصمیم گیری به طور قابل توجهی ۹.۵ درصد کاهش یافت و همچنین به صرفه‌جویی در مصرف انرژی به میزان ۳۰-۳۵٪ دست یافته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

Improving Data Center Resource Utilization Using Clustering Techniques, Fuzzy Logic, and Evolutionary Algorithms

نویسندگان English

mojdeh jahanbani 1
SeyedEbrahim Dashti 2
sam hamzelo 3
1 Department of Computer Engineering, Pasargad Institute of Higher Education, Shiraz, Iran
2 Department of Electrical and Computer Engineering, Jahrom Branch, Islamic Azad University, Jahrom, Iran
3 Department of Computer Engineering, Pasargad Institute of Higher Education, Shiraz, Iran
چکیده English

Cloud computing has emerged as a paradigm that transcends traditional distributed computing systems, such as Grid and Cluster systems, offering the capability to handle dynamic requests and diverse user requirements. As the number of users grows, there is a pressing need to deploy effective mechanisms for load balancing and task scheduling. Load balancing is essential for evenly distributing workloads across physical servers, preventing resource congestion, and enhancing overall system performance. Furthermore, considering users' service requests and the necessity for service providers to deliver accurate and timely responses, coupled with the limited resources available in the cloud environment, efficient task scheduling becomes imperative. This paper proposes an approach for optimizing virtual machine (VM) migration by combining Genetic Algorithms and Ant Colony Optimization for resource scheduling operations. Additionally, it employs K-Means clustering and fuzzy logic to quantify the dependencies between VMs and physical machines during migration, thereby maintaining load balance. The proposed model is evaluated and compared against three existing load balancing algorithms within the CloudSim simulation environment. The evaluation results demonstrate that our proposed model achieves a 4.5% reduction in task completion time, a 4.9% increase in the deadline success rate, and a 3.9% improvement in task diversity. Furthermore, computational complexity is reduced by 8.3%, VM migration efficiency is improved by 2.5%, and decision-making delay is significantly decreased by 9.5%. Additionally, the model achieves substantial energy savings of 30-35%.

کلیدواژه‌ها English

cloud computing
scheduling

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 26 تیر 1405