B GIÁO D C VÀ ĐÀO T OỘ Ụ Ạ
TR NG ĐI H C BÁCH KHOA HÀ N IƯỜ Ạ Ọ Ộ
TR N M NH NAMẦ Ạ
CÁC PH NG PHÁP TI T KI M NĂNG L NG SƯƠ Ế Ệ ƯỢ Ử
D NG CÔNG NGH M NG ĐI U KHI N B NG PH N M MỤ Ệ Ạ Ề Ể Ằ Ầ Ề
TRONG MÔI TR NG ĐI N TOÁN ĐÁM MÂYƯỜ Ệ
SDN-BASED ENERGY-EFFICIENT NETWORKING IN CLOUD
COMPUTING ENVIRONMENTS
Chuyên ngành: K thu t vi n thôngỹ ậ ễ
Mã s : 62520208ố
TÓM T T LU N ÁN TI N SĨ K THU T VI N THÔNGẮ Ậ Ế Ỹ Ậ Ễ
HÀ N I – 201Ộ8
Công trình đc hoàn thành t i: Tr ng Đi h c Bách khoa Hàượ ạ ườ ạ ọ
N iộ
Ng i h ng d n khoa h c: PGS.TS. Nguy n H u Thanh ườ ướ ẫ ọ ễ ữ
Ph n bi n 1: ả ệ ………………………………………………………
Ph n bi n 2: ả ệ ………………………………………………………
Ph n bi n 3:ả ệ ………………………………………………………
Lu n án s đc b o v tr c H i đng đánh giá lu n án c pậ ẽ ượ ả ệ ướ ộ ồ ậ ấ
Tr ng h p t i: Tr ng Đi h c Bách khoa Hà N iườ ọ ạ ườ ạ ọ ộ
Vào h i …….. gi , ngày ….. tháng ….. năm ………ồ ờ
Có th tìm hi u lu n án t i: ể ể ậ ạ
2
1. Th vi n T Quang B u, Tr ng ĐHBK HNư ệ ạ ử ườ
2. Th vi n Qu c ư ệ ố gia Vi t Namệ
3
GI I THI UỚ Ệ
1. T ng quan v ti t ki m năng l ng m ng trong môi tr ngổ ề ế ệ ượ ạ ườ
đi n toán đám mâyệ
Trong nh ng năm g n đây, công ngh thông tin và truy n thông (ICT)ữ ầ ệ ề
đang phát tri n m nh m và đóng vai trò quan tr ng trong nhi u lĩnh v cể ạ ẽ ọ ề ự
nh khoa h c, y t , giáo d c, gi i trí, truy n thông. Cùng v i đó, m ngư ọ ế ụ ả ề ớ ạ
Internet đang phát tri n t ng ngày và là m t n n t ng k t n i quan tr ngể ừ ộ ề ả ế ố ọ
trong m i lĩnh v c. Đ đm b o đáp ng các nhu c u d ch v Internet,ọ ự ể ả ả ứ ầ ị ụ
các nhà m ng, nhà cung c p d ch v Internet đang liên t c c ng c , xâyạ ấ ị ụ ụ ủ ố
d ng các h th ng trung tâp d li u ngày m t ph c t p và đc mự ệ ố ữ ệ ộ ứ ạ ượ ở
r ng h n. ộ ơ H n n aơ ư , kích th c và năng l c x lý c a các trung tâm dướ ự ử ủ ữ
li u ngày m t tệ ộ ăng nhanh s d n đn vi c c s h ng t ng m ng và hẽ ẫ ế ệ ơ ở ạ ầ ạ ệ
th ng liên t c đc m r ng đ đáp ng nhu c u Internet, nhu c u d chố ụ ượ ở ộ ể ứ ầ ầ ị
v đi n toán đám mây nh Youtube, dropbox, m ng xã h i. ụ ệ ư ạ ộ
M c dù ặqua trinh xây d ng các h th ng trung tâm d li u ự ệ ố ữ ệ phân nao
đáp ng t t nhu c u c a ng i dùng và mang l i nhi u l i ích, nh ng nóứ ố ầ ủ ườ ạ ề ợ ư
cũng đn đn m t trái c a s tiêu th đi n năng, và d n t i nh ng v nẫ ế ặ ủ ự ụ ệ ẫ ớ ữ ấ
đ sau:ề
Đôi v i vân đê môi tr ng ơ ươ : m t l ng l n khí th i carbon đang đcộ ượ ớ ả ượ
xa $th i t m ng công ngh thông tin và truy n thông. Theo đánh giá c aả ừ ả ệ ề ủ
công ty Gartner, m t công ty th ba có uy ộ ứ tin v vi c so sánh đánh giáề ệ
công ngh , l ng khệ ượ i th i t các trung tâm d li u ICT là r t l n, chi mả ừ ữ ệ ấ ớ ế
kho ng 2% l ng khí th i CO2 toàn c uả ượ ả ầ .
Đôi v i v ơn đ kinh tấ ề ế: m t l ng l n năng l ng đc tiêu th tộ ượ ớ ượ ượ ụ ừ
các trung tâm d li u d n ữ ệ ẫ t iơ giá thành c a các s n ph m, d ch v côngủ ả ẩ ị ụ
ngh thông tin và truy n thông tăng ệ ề cao, đi u ềnay tr c ti p nh h ngự ế ả ưở
t i giá thành c a ng i s d ng.ớ ủ ườ ử ụ
Nh ng khó khăn chính c a v n đ ữ ủ ấ ề ti t ki m năng l ng m ng trongế ệ ượ ạ
môi tr ng đi n toán đám mây đc trình bày sau đây: ườ ệ ượ
4
H th ng m ng thi u linh ho tệ ố ạ ế ạ : trong môi tr ng mang cua cac trung ươ & $
tâm d liêu, rât khó đ có th thay đi c u hình, chính sách ho t đng ư & ể ể ổ ấ ạ ộ
m ng. Vì th qu n tr viên và các nhà khoa h c g p r t nhi u khó khănạ ế ả ị ọ ặ ấ ề
trong vi c t i u hóa, áp d ng ph ng pháp t i u hóa năng l ng trongệ ố ư ụ ươ ố ư ượ
h th ng m ng. Bên c nh đó, v n ch a có m t h th ng qu n lý năngệ ố ạ ạ ẫ ư ộ ệ ố ả
l ng t p trung cho h th ng m ng đ có th qu n lý tiêu th năngượ ậ ệ ố ạ ể ể ả ụ
l ng m ng và đi u khi n. ượ ạ ề ể
M ng nh n th c năng l ng v i các công ngh trong môi tr ngạ ậ ứ ượ ớ ệ ườ
đi n toán đám mây: ệđi n toán đám mây đang r t phát tri n v i r t nhi uệ ấ ể ớ ấ ề
mô hình m i nh : H t ng nh là m t d ch vớ ư ạ ầ ư ộ ị ụ (IaaS), N n t ng nh làề ả ư
m t d ch vộ ị ụ (PaaS), M ng nh là m t d ch v ạ ư ộ ị ụ (NaaS). V i các d ch vớ ị ụ
cloud nh vây, các công ngh o hóa nh o hóa m ng, o hóa trung tâmư & ệ ả ư ả ạ ả
d li u đóng vai trò quan tr ng. Qua đo chi ra đc công viêc xây d ngữ ệ ọ $ ươ& & ự
h th ng nh n th c năng l ng là đi u c n thi t. ệ ố ậ ứ ượ ề ầ ế
2. Đóng góp c a lu n ánủ ậ
Hi n nay, công ngh m ng đi u khi n b ng ph n m m (SDN)ệ ệ ạ ề ể ằ ầ ề [11]
[12] [13] đang n i lên nh m t cu c cách m ng v công ngh m ng.ổ ư ộ ộ ạ ề ệ ạ
Công ngh SDN cho phép xây d ng h th ng m ng m m d o h n và cóệ ự ệ ố ạ ề ẻ ơ
kh năng đi u khi n linh ho t b ng ph n m m. Công ngh SDN r t phùả ề ể ạ ằ ầ ề ệ ấ
h p đ xây d ng h th ng m ng nh n th c năng l ng cùng v i vi cợ ể ự ệ ố ạ ậ ứ ượ ớ ệ
tích h p v i các công ngh nh o hóa m ng, o hóa trung tâm d li u.ợ ớ ệ ư ả ạ ả ữ ệ
Trong khuân kh lu n án này, NCS đ xu t các ph ng pháp ti t ki mổ ậ ề ấ ươ ế ệ
năng l ng m ng trong môi tr ng đi n toán đám mây s d ng côngượ ạ ườ ệ ử ụ
ngh SDN. Các đóng góp c th nh sau:ệ ụ ể ư
Xây d ng h th ng đi u khi n năng l ng m ng t p trung d a trênự ệ ố ề ể ượ ạ ậ ự
n n t ng công ngh SDN. Trên n n t ng h th ng đó, NCS đ xu t haiề ả ệ ề ả ệ ố ề ấ
gi i thu t đnh tuy n nh n th c năng l ng và di trú máy ch nh m ti tả ậ ị ế ậ ứ ượ ủ ằ ế
ki m năng l ng. ệ ượ
Đ xu t xây d ng h th ng o hóa m ng nh n th c năng l ng vàề ấ ự ệ ố ả ạ ậ ứ ượ
o hóa trung tâm d li u nh n th c năng l ng trong môi tr ng đi nả ữ ệ ậ ứ ượ ườ ệ
5