Δρομολόγηση εργασιών πραγματικού χρόνου σε συστήματα υπολογιστικού νέφους - Μεσσής, Κωνσταντίνος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Τεχνολογίας Πληροφορικής και Υπολογιστών. Εργαστήριο Υπολογιστικών Συστημάτων, 2017)
Στις μέρες μας, το cloud computing και η τεχνολογία virtualization έχουν επιφέρει επαναστατικές αλλαγές στις υπολογιστικές εφαρμογές γενικού σκοπού. Το cloud computing προσφέρει πλεονεκτήματα όπως η μείωση του λειτουργικού κόστους, η ενοποίηση servers και η ελαστική τροφοδοσία πόρων. Εντούτοις, οι υπάρχουσες τεχνολογίες cloud computing και virtualization αντιμετωπίζουν δυσκολίες στην υποστήριξη σύγχρονων χαλαρών εφαρμογών πραγματικού χρόνου, όπως online video streaming και cloud based gaming. Αυτό συμβαίνει επειδή οι σύγχρονοι hypervisors δεν διαθέτουν τους μηχανισμούς που μπορούν να εγγυηθούν επιδόσεις πραγματικού χρόνου, για εφαρμογές που εκτελούνται σε Virtual Machines. Πολλές λύσεις υπο-χρησιμοποιούν την επεξεργαστική χωρητικότητα του host συστήματος. Το paravirtualization εμφανίζεται ως μια ταιριαστή λύση, μιας και δίνει τη δυνατότητα στα guest συστήματα να επικοινωνούν τις, πραγματικού χρόνου, απαιτήσεις τους στο host σύστημα. Για τεχνικούς λόγους, όμως, οι λύσεις βασισμένες στο paravirtualization που έχουν, έως τώρα, υλοποιηθεί αποτυγχάνουν να ικανοποιήσουν τις προκύπτουσες αναγκαιότητες πραγματικού χρόνου. Στην εργασία αυτή, δίνουμε τη δική μας απάντηση στο ερώτημα της υλοποίησης ενός hypervisor ικανού να εκπληρώσει τις ανάγκες εφαρμογών πραγματικού χρόνου. Βασίζουμε την προσέγγισή μας στο KairosVM, μια λύση που χρησιμοποιεί πλήρες virtualization, υλοποιημένη πάνω στο KVM module. Διαφοροποιείται από κοινούς hypervisors πλήρους virtualization, με τη χρήση μιας τεχνικής που ονομάζεται Virtual Machine Introspection (ενδοσκόπηση), έτσι ώστε τα guest συστήματα να μπορούν άμεσα να ενημερώσουν το host σύστημα για τις πραγματικού χρόνου ανάγκες τους. Υλοποιούμε διαφορετικές πολιτικές κατανομής του φόρτου εργασίας των guest συστημάτων στους φυσικούς πόρους του host. Παρουσιάζουμε πειραματικά αποτελέσματα που προσφέρουν σύγκριση τόσο μεταξύ των διάφορων πολιτικών κατανομής όσο και ανάμεσα στον KairosVM hypervisor και έναν κοινό γνωστό hypervisor, τον VanillaKVM.