Оренбургский государственный университет

Разработка методов и алгоритмов эффективной работы образовательных ресурсных центров на основе облачных вычислений в условиях существующих ограничений оборудования, каналов связи и схем лицензирования программного обеспечения

Договор с РФФИ № НК 13-07-97046/13 от 10.07.2013 и соглашение с министерством образования Оренбургской области № 13-07-97046 от 23.07.2013

Руководитель: к.т.н. Коннов А.Л.

На первом этапе реализации проекта предложена концепция региональных образовательных ресурсных центров на базе облачных центров обработки данных (ЦОД). Разработаны основные требования к ресурсным центрам. Выделены основные проблемы безопасности образовательного облачного ресурсного центра и пути их решения.

Разработаны:

• структурная модель ЦОД образовательного ресурсного центра в виде взвешенного ориентированного мультиграфа. Разработана модель экземпляра виртуальной машины и облачного окружения. На базе структурной модели и модели экземпляра виртуальной машины и виртуального окружения создана модель облачной системы образовательного ресурсного центра, расширяющая структурную модель ЦОД за счет учета виртуализации аппаратных ресурсов. Разработанная облачная модель образовательного ресурсного центра позволяет формализовать адаптированные под специфику проекта современные облачные системы, включая OpenStack и Eucalyptus;
• для экспериментального исследования эффективности разрабатываемых алгоритмов планирования виртуальных машин и виртуальных окружений, а также методов маршрутизации данных разработан симулятор образовательного ресурсного центра, основанного на ПКС. В его основе лежит имитационная модель, включающая моделирование обработки заявок пользователей, моделирование сетевого трафика в ПКС, возникающего в процессе обработки заявок. Разработаны основные показатели для оценки производительности и сбалансированности образовательного ресурсного центра;
• алгоритмы планирования виртуальных машин и виртуальных окружений учащихся, представляющие собой сочетание консервативного алгоритма Backfill и предложенных алгоритмов Maximum Gateway Minimization, Summed Distance Minimization и Mixed. Первый алгоритм ориентирован на минимизацию максимального расстояния до граничного шлюза, второй — на минимизацию суммарного расстояния между назначенными узлами, третий — является смешанным вариантом двух предыдущих. Отличительными особенностями алгоритмов является учет специфики виртуальных окружений, поддержка единого расписания выполнения пользовательских и дополнительных виртуальных машин, а также использование информации о состоянии сети ЦОД, получаемой в реальном времени.

Результаты проекта представлены на 4 конференциях, подготовлено две публикации в рецензируемых изданиях