In cloud environment, virtualization supports server consolidation and a cloud service provider can improve resource utilization of physical machines and reduce power consumption through it. However, as physical machines are more consolidated, the probability of VM interference occurrence increases and it leads to the performance degradation in virtual machines. To solve this trade-off between reduction of VM interference and improvement of resource utilization of physical machines, we propose cost-efficient VM placement schemes including i) an algorithm for VM placement with Lyapunov optimization model and (ii) heuristics for VM placement based on VM interference quantizing scheme for cost-efficient VM placement schemes. The algorithm for VM placement with Lyapunov optimization model is discussed to initially find the best physical machine to place VMs minimizing the total cost of a SLA penalty cost and a physical machine management cost adaptively to VM interference. However, it causes high computational complexity in offline VM placement. Therefore, the heuristics for VM placement based on VM interference quantizing scheme is proposed for online initial VM placement to reduce complexity. A VM interference quantizing scheme is presented to estimate the current VM interference and predict VM interference after a new virtual machine is added to each physical machine. The experimental result shows that the VM interference quantizing scheme is performed precisely except for some cases and the heuristics can reduce the total cost more in comparison with the conventional VM placement schemes.
클라우드 환경에서 가상화는 서버 통합을 지원하며 이를 통하여 클라우드는 물리적 머신의 높은 자원 사용률과 낮은 전력 소비를 얻을 수 있다. 그러나 서버가 통합됨에 따라 VM 간섭이 발생할 확률이 높아지며 이는 가상 머신에서의 성능 감소로 이어진다. 여기서 VM 간섭을 줄이는 것과 물리적 머신의 자원 사용률을 향상 시키는 것 사이에는 트레이드오프(Trade-Off)가 존재하며 이를 해결하기 위하여 본 논문에서는 비용 효율적 가상 머신 배치 기법을 제안하며 이는 리아프노프(Lyapunov) 최적화 모델을 이용한 가상 머신 배치 알고리즘, VM 간섭 계측 기법 기반의 가상 머신 배치 휴리스틱(Heuristics)의 두 가지로 구성된다. 리아프노프(Lyapunov) 최적화 모델을 이용한 가상 머신 배치 알고리즘에서는 리아프노프 최적화를 이용하여 SLA (Service Level Agreement) 위약금과 물리적 머신 관리 비용으로 이루어진 전체 비용을 최소화 할 수 있는 가상 머신 배치 기법을 다루며 실시간으로 VM 간섭을 고려하여 가상 머신 배치를 동적으로 수행할 수 있도록 한다. 하지만 이는 오프라인 VM 배치에서 높은 복잡도를 가지므로 낮은 복잡도를 가지는 온라인 VM 배치 기법으로써 VM 간섭 계측 기법 기반의 가상 머신 배치 휴리스틱이 제안된다. 여기서 VM 간섭 계측 기법은 현재의 VM 간섭을 추정하고 새로운 가상 머신이 물리적 머신에 할당되었을 때의 VM 간섭 예측에 이용된다. 성능 평가를 통하여 VM 간섭 계측 기법이 비교적 정확하게 동작한다는 것을 보였으나 몇 가지 경우에 대하여 현재의 VM 간섭 추정이 정확하게 되지 않는 다는 것을 확인하였고 VM 간섭 계측 기법 기반의 VM 배치 휴리스틱이 기존의 방법들에 비하여 전체 비용을 더 많이 감소시킬 수 있음을 보였다.
