Uma arquitetura para a gerência da migração de máquinas virtuais em ambientes de computação em nuvem

Abstract

Resumo: A virtualização oferece uma relevante contribuição para a consolidação dos propósitos das nuvens computacionais. Serviços em Nuvem (Cloud Services - CSs) surgiram com a perspectiva de atender à crescente variedade de perfis de consumidores. Nesse contexto, as Máquinas Virtuais (VMs) possuem um papel central, dada a flexibilidade decorrente do mapeamento de recursos físicos em virtuais. No entanto, quanto mais disseminada a utilização de CSs, maior é a tendência da sobrecarga dos recursos. Em decorrência, episódios de não cumprimento dos objetivos traçados em acordos (SLAs) tendem a ocorrer com maior frequência. Ações corretivas apenas encontram alguma solução quando associadas a esforços de gerência dos recursos, tais como a migração de VMs. Os hipervisores são essenciais no planejamento e na execução das migrações. Entretanto, embora promovam a garantia do isolamento de aplicações e, por consequência no controle do uso de recursos, seu espectro de ação é limitado. Capacidades de gerência que integrem e coordenem o uso de recursos ainda são incipientes. É, portanto, relevante considerar uma solução que potencialize as contribuições da migração de VMs. Tal solução requer uma orquestração entre os distintos níveis de decisão envolvidos em uma ação de migração: no nível operacional, a ação dos hipervisores precisa ser coordenada; no nível decisório, decisões necessitam ser guiadas pelo suporte estratégico de políticas que são delineadas em um nível de controle e gerência da migração. Esta tese apresenta uma solução para a gerência da migração de VMs, destacando um modelo de arquitetura que possibilita atingir tal propósito. Simulações possibilitaram a avaliação da arquitetura, destacando que a adoção das ações de gerência da arquitetura tornam os resultados de uma migração de VMs mais perenes, diminuindo novas instabilidades que, usualmente, indicariam a necessidade de novas migrações. Palavras-chave: Nuvens computacionais, Migração de máquinas virtuais, Máquinas Virtuais.

Abstract: Virtualization offers a relevant contribution to the realm of Cloud Computing. Cloud Services (CSs) are a relevant approach, aiming to achieve several consumer profiles. Within such context, Virtual Machines (VMs) play a core role, regarding their flexibility due the easiness for mapping a physical resource in a virtual correspondent. However, as CSs are instantiated, the larger is the amount of resources required. The correct of issues can be successful if they are associated with resource management actions, such as the migration of VMs. However, the migration demands management efforts that are complex. Although hypervisors play an important role for the management, its actions are limited. In fact, there is still a lack of management actions that enable the integration and coordination of resource usage in cloud domains. As a consequence, it is important to consider a solution that enhances the contribution of the migration of VMs in the management of cloud resources. Such a contribution demands the coordination of distinct decision levels involved in a migration. In the operational level, it is necessary to coordinate distinct hypervisors; for the decision level, the support of both strategical and technical information are crucial to present a comprehensive approach to manage migrations. This thesis presents one solution to the management of VM migrations, proposing an architecture that meet that purpose. Simulations were executed to evaluate the architecture, highlighting that the adoption of management actions within the architecture aid in the stabilization of migration results, e.g., reducing that new instabilities arose as well as new migration needs. Keywords: Clouds, Migration of virtual machines, Virtual Machines