云計(jì)算仿真工具CloudSim介紹和使用

1、云計(jì)算仿真工具CloudSim介紹和使用CloudSim介紹和使用 2009年4月8日，澳大利亞墨爾本大學(xué)的網(wǎng)格實(shí)驗(yàn)室和Gridbus項(xiàng)目宣布推出云計(jì)算仿真軟件，稱為CloudSim。它是在離散事件模擬包SimJava上開(kāi)發(fā)的函數(shù)庫(kù)，可在Windows和Linux系統(tǒng)上跨平臺(tái)運(yùn)行，CloudSim繼承了GridSim的編程模型，支持云計(jì)算的研究和開(kāi)發(fā)，并提供了以下新的特點(diǎn)： (1)支持大型云計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施的建模與仿真；(2)一個(gè)自足的支持?jǐn)?shù)據(jù)中心、服務(wù)代理人、調(diào)度和分配策略的平臺(tái)。其中CloudSim 獨(dú)特功能有：一是提供虛擬化引擎，旨在數(shù)據(jù)中心節(jié)點(diǎn)上幫助建立和管理多重的、獨(dú)立的、協(xié)同的的虛擬

2、化服務(wù)；二是在對(duì)虛擬化服務(wù)分配處理核心時(shí)能夠在時(shí)間共享和空間共享之間靈活切換。CloudSim平臺(tái)有助于加快云計(jì)算的算法、方法和規(guī)范的發(fā)展。CloudSim的組件工具均為開(kāi)源的。CloudSim的軟件結(jié)構(gòu)框架和體系結(jié)構(gòu)組件包括SimJava、GridSim、CloudSim、UserCode四個(gè)層次。    CloudSim是在GridSim模型基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，提供了云計(jì)算的特性，支持云計(jì)算的資源管理和調(diào)度模擬。云計(jì)算與網(wǎng)格計(jì)算的一個(gè)顯著區(qū)別是云計(jì)算采用了成熟的虛擬化技術(shù)，將數(shù)據(jù)中心的資源虛擬化為資源池，打包對(duì)外向用戶提供服務(wù)，CloudSim體現(xiàn)了此特點(diǎn)，擴(kuò)展部

3、分實(shí)現(xiàn)了一系列接口，提供基于數(shù)據(jù)中心的虛擬化技術(shù)、虛擬化云的建模和仿真功能。通常，數(shù)據(jù)中心的一臺(tái)主機(jī)的資源可以根據(jù)用戶的需求映射到多臺(tái)虛擬機(jī)上，因此，虛擬機(jī)之間存在對(duì)主機(jī)資源的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。CloudSim提供了資源的監(jiān)測(cè)、主機(jī)到虛擬機(jī)的映射功能。CloudSim的CIS（Cloud Information Service）和DataCenterBroker實(shí)現(xiàn)資源發(fā)現(xiàn)和信息交互，是模擬調(diào)度的核心。用戶自行開(kāi)發(fā)的調(diào)度算法可在DataCenterBroker的方法中實(shí)現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)度算法的模擬。    依據(jù)CloudSim源代碼介紹幾個(gè)核心類：  &

4、#160; (1)Cloudlet類：構(gòu)建云環(huán)境下的任務(wù)。    (2)DataCenter類：數(shù)據(jù)中心，提供虛擬化的網(wǎng)格資源，處理虛擬機(jī)信息的查詢，包含虛擬機(jī)對(duì)資源的分配策略，云計(jì)算采用VMProvisioner處理虛擬機(jī)。    (3)DataCenterBroker類：隱藏了虛擬機(jī)的管理，如創(chuàng)建、任務(wù)提交、虛擬機(jī)的銷毀等。    (4)Host類：擴(kuò)展了機(jī)器對(duì)虛擬機(jī)除處理單元(PE)之外的參數(shù)分配策略，如帶寬、存儲(chǔ)空間、內(nèi)存等，一臺(tái)Host可對(duì)應(yīng)多臺(tái)虛擬機(jī)。    (5

5、)VirtualMachine類：虛擬機(jī)類，運(yùn)行在Host上，與其它虛擬機(jī)共享資源，每臺(tái)虛擬機(jī)由一個(gè)擁有者所有，可提交任務(wù)，并由VMScheduler類定制該虛擬機(jī)的調(diào)度策略。    (6)VMScheduler類：虛擬機(jī)的調(diào)度策略，用來(lái)管理執(zhí)行任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了任務(wù)接口。    (7)VMCharacteristics類：提供虛擬機(jī)描述。    (8)VMMAllocationPolicy類：虛擬機(jī)監(jiān)視器策略類，描述同一Host上的多臺(tái)虛擬機(jī)共享資源的策略。    (9)VMPr

6、ovisioner類：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的主機(jī)到虛擬機(jī)的映射。2、CloudSim環(huán)境配置(1)JDK安裝和配置從 下載JDK最新版本jdk 下載CloudSim 1.0 beta版，下載的是一個(gè)Zip包，解壓壓縮包即可。設(shè)置環(huán)境變量，在ClassPath中加入路徑：C:CLOUDSIMjarscloudsim.jar; C:CLOUDSIMjarsgridsim.jar; C:CLOUDSIMjarssimjava2.jar; 。3、CloudSim的擴(kuò)展    CloudSim是開(kāi)源的，可以在windows Xp和linux上運(yùn)行，用戶可以根據(jù)自己的研究?jī)?nèi)容自行擴(kuò)展

7、CloudSim，加入自己的代碼后，需要重新編譯并發(fā)布平臺(tái)。下面給出編譯和生成平臺(tái)的方法：    從 下載Ant工具，解壓到目錄D:apache-ant-4、使用CloudSim仿真的一般步驟(1) 初始化GridSim 庫(kù)GridSim.init(num_user, calendar, trace_flag, exclude_from_file,exclude_from_processing, report_name);(2) 創(chuàng)建數(shù)據(jù)中心，在CloudSim仿真平臺(tái)中，一個(gè)數(shù)據(jù)中心由一個(gè)或多個(gè)Machine組成，一個(gè)Machine是由一個(gè)或多個(gè)PEs或CPUs

8、組成。DataCenter datacenter0 = createDatacenter("Datacenter_0");(3) 創(chuàng)建代理BrokerDatacenterBroker broker = createBroker();int brokerId = broker.get_id();(4) 創(chuàng)建虛擬機(jī)vmlist = new VirtualMachineList();/創(chuàng)建時(shí)為虛擬機(jī)指定BrokerVirtualMachine vm1 = new VirtualMachine(new VMCharacteristics(vmid,brokerId,size,mem

9、ory,bw,vcpus,priority,vmm,new TimeSharedVMScheduler();/將虛擬機(jī)加入虛擬機(jī)列表vmlist.add(vm1);/向相應(yīng)代理Broker提交虛擬機(jī)列表broker.submitVMList(vmlist);(5) 創(chuàng)建云任務(wù)cloudletList = new CloudletList();/創(chuàng)建時(shí)指定任務(wù)的用戶ID,BrokerID           Cloudlet cloudlet1 = new Cloudlet(id, length, file_size, output_size);    cloudlet1.setUserID(brokerId);/將任務(wù)加入任務(wù)列表cloudletList.add(cloudlet1);/向代理Broker提交任務(wù)列表broker.submitCloudletList(cloudletList);(6) 啟動(dòng)仿真GridSim.startGridSimulation();(7) 在仿真結(jié)束后統(tǒng)計(jì)結(jié)果CloudletList newList = broker.getCloudletLis