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1
Prof: El Amrani Chaker
Département Génie d’Informatique
Faculté des Sciences et Techniques
TANGER
Rapport
Le framework de simulation de
l'environement du Cloud
CloudSim
Master Système Informatique et Mobile
Réalisé par : Encadré par :
 EDAIG KHALID. Prof: El Amrani Chaker
2
Somaire
1. INTRODUCTION.........................................................................................3
2. GENERALISATION SUR LE CLOUD COMPUTING ET
CLOUDSIM ...........................................................................................................3
2.1. Cloud Computing...........................................................................................................3
2.1.1. Architecture du cloud computing........................................................................................... 3
2.1.2. Services du cloud................................................................................................................... 3
2.1.3. modèles de déploiement ....................................................................................................... 4
2.2. CloudSim ........................................................................................................................4
2.2.1. Pourquoi la Simulation ?........................................................................................................ 4
2.2.2. Outils de simulation............................................................................................................... 4
2.2.3. CloudSim............................................................................................................................... 4
2.2.4. L'intégration du CloudSim dans Eclipse .................................................................................. 6
2.2.5. Parametrage de la simulation ................................................................................................ 7
3. EXEMPLE CLOUDSIM..............................................................................8
3.1. la configuration de la VM .............................................................................................9
3.2. la configuration de l'hôte.............................................................................................10
3.3. la configuration le Datacenter ....................................................................................10
3.4. Resultat .........................................................................................................................11
3
1. Introduction
De nos jours, offrir des services tels que site de commerce, stockage online et réseaux
sociaux sur internet est augmente. Les clients utilisent des sites de commerce ou des réseaux
sociaux pour leur achats ou communication. D'autre part, des utilisateurs sont dans les
endroits différents (partagés sur la planète) par conséquent, il est nécessaire de rendre ces
services à la fois rapide et fiable. Pour ce faire, il faut une architecture bien configurée qui
puisse traiter les requêtes envoyées depuis les clients vers les serveurs traitant des services
proposés, dans un court délai de temps et de manière fiable pour satisfaire le client. Afin de
porter ces services, on utilise les systèmes distribués, comme technologie, on peut citer le
Cloud et la grille.
2. Generalisation sur le Cloud Computing et CloudSim
Le Cloud computing est la prestation de services informatiques sur Internet. Ses services
permettent à des individus et des entreprises d'utiliser les logiciels et les matériels qui sont
gérées par les tiers sur les sites distants. Les services proposés par le Cloud comprennent le
stockage de fichiers en ligne, sites de réseaux sociaux, webmail, et les applications en ligne.
Le modèle de Cloud computing permet d'accéder à des ressources d'information et de
l'informatique depuis n'importe quel endroit, où une connexion réseau est disponible. Les
avantages du Cloud computing comprennent l'économie de coûts, la haute disponibilité et
l'évolutivité facile.
2.1.Cloud Computing
2.1.1. Architecture du cloud computing
Les grandes divisions de l'architecture du cloud sont les suivantes :
 Frontend
 Backend
Le back-end est responsable de la sécurité des données pour les utilisateurs du cloud ainsi
que du mécanisme de contrôle du trafic. Le serveur fournit également le middleware
permettant de connecter des périphériques et de communiquer entre eux.
L'architecture de la technologie cloud comprend également des plates-formes frontend
appelées clients cloud, comprenant des serveurs, des clients légers et lourds, des tablettes et
des appareils mobiles. L'interaction se fait par le biais d'un middleware, d'un navigateur Web
ou de sessions virtuelles.
2.1.2. Services du cloud
4
En général, il y a trois types de services proposés par les fournisseurs de Cloud.
Software-as-a-Service (SaaS) : Le service proposé est une application qui est accessible par
Internet. En effet, au lieu d'installer et de maintenance des logiciels, il suffit à une connexion
d'Internet pour accéder au service.
Platform-as-a-Service (PaaS) : Ce modèle offre des plates-formes d'exploitation et de
développement au consommateur. Le consommateur peut utiliser la plate-forme pour
développer et exécuter ses propres applications, soutenues par une infrastructure fournie par
le fournisseur de Cloud.
Infrastructure-as-a-Service (IaaS) : C'est le modèle de service plus bas dans la pile
technologie de Cloud, offrant des ressources d'infrastructure comme un service, tel que le
stockage de données brutes, la puissance de traitement et la capacité du réseau.
2.1.3. modèles de déploiement
Il y a 4 modèles de déploiement de Cloud :
Privé : Cloud privé est détenu et exploité par une seule société, et les services fournis par le
Cloud sont utilisés par les différents secteurs d'activité dans la même entreprise.
Public : Les Clouds publics sont détenus et exploités par les fournisseurs pour offrir un
accès rapide à des ressources informatiques abordables à d'autres organisations ou individus.
Hybride : Ce Cloud utilise la base de Cloud privé combiné avec les stratégies d'usage de
services du Cloud public.
Communauté : Le Cloud partagé qui est destiné à un ensemble limité
d'organisations(universités).
2.2.CloudSim
2.2.1. Pourquoi la Simulation ?
Dans un système distribué, il existe des enjeux à résoudre tels que la gestion des ressources et
l'ordonnancement des applications car, ces taches sont compliquées et il n'existe pas une
solution optimale pour répondre à ces issues. D'autre part, dans l'environnement d'un système
distribué comme Cloud, il est difficile d'effectuer les différents scénarios avec différent
nombres de ressources et utilisateurs afin d'évaluer la performance des algorithmes du
partage de charge, Broker, gestion des ressources...etc. Lorsque on veut évaluer les scénarios
de manière répétable et contrôlable, cela est parfois impossible car l'issue du coût et la
gestion. Afin de résoudre cette issue, les chercheurs utilisent les simulateurs pour effectuer
leur scénarios avant de les effectuer au sein d'un système distribué réel. Dans ce qui suit, on
va présenter l'un des outils de simulation le plus connu et utilisé dans le domaine de
simulation du Cloud.
2.2.2. Outils de simulation
Il y a plusieurs outils de simulation de systèmes distribués. Les plus connus
sont GridSim, CloudSim, Simgrid. Dans ce qui suit, on va présenter le framework
CloudSim, qui permet de la simulation de l'environnement du Cloud computing.
2.2.3. CloudSim
Ce framework modélise et simule l'environnement du Cloud computing et ses services, a été
réalisé en Java. Afin que nous puissions simuler cet environnement, il faut connaitre
l'architecture de ce framework.
5
Architecture du CloudSim
La figure illustre les différentes couches de la structure du CloudSim et ses éléments
architecturaux. Au niveau le plus bas est le moteur de simulation aux événements discrets
SimJava, qui implémente les fonctionnalités de base requises pour les cadres de simulation
au niveau supérieur, telles que les files d'attente, le traitement des événements, création de
composants du système (services, hôte, Datacenter, Broker, les machines virtuelles), la
communication entre les composants et la gestion de l'horloge de simulation.
CloudSim supporte la modélisation et la simulation de l'environnement de Datacenter basé
sur Cloud, tel que des interfaces de gestion dédiées aux VMs, la mémoire, le stockage et la
bande passante. La couche CloudSim gère l'instanciation et l'exécution des entités de base
(VM, hôtes, Datacenters, applications) au cours de la période de simulation. Dans la couche
plus haute de la pile de simulation, on trouve le code de l'utilisateur qui expose la
configuration des fonctionnalités liées aux hôtes (ex: nombre de machines, leurs
spécifications), les politiques d'ordonnancement de Broker, applications ( ex: nombre de
tâches et leurs besoins), VM, nombre d'utilisateurs.
Pour utiliser ce framework,j’ai besoin les outils suivants :
Java JDK
Eclipse Java IDE
Common math jar
CloudSim Framework
6
2.2.4. L'intégration du CloudSim dans Eclipse
Dans la boîte de dialogue suivante, entrez "Nom du projet"> décochez "Use Default Location"> parcourez le
chemin de votre dossier décompressé dans la boîte à outils de simulation cloudsim, puis cliquez sur NEXT.
Pour réussir à configurer CloudSim Simulation,je doit télécharger un fichier nommé 'commons-math3-
3.6.1.1bin.zip', ce fichier peut être téléchargé à partir de 'http://commons.apache.org/proper/commons-math/
download_math.cgi 'et extrayez' commons-math3-3.6.1.jar ' ,puis ajouter ce derniere dans le dossier ‘jars’
Dans la boîte de dialogue suivante, allez à l'onglet "Libraries". Ici, pour ajouter «commons-math3-3.6.1.jar»,
nous devons cliquer sur «Add External JARS», puis parcourir le chemin sur lequel vous avez téléchargé le
fichier «commons-math3-3.6.1.jar». Ajoutez-le à la liste en cliquant sur Ouvrir
Nom de projet
Chemin de CloudSim
Ajouter jar common math
Nom du projet
Chemin de votre dossier
7
2.2.5. Parametrage de la simulation
Une application distribuée au sein d'un Cloud. Chaque Cloud est constitué des Datacenters
et dans le dernier, on trouve des hôtes et chaque hôte héberge les VMs. Pour faire
la simulation, il faut définir une classe qui contient la fonction Main(), dans laquelle, on
définit les paramètres de notre Cloud comme le nombre de Datacenter,hôtes, les
caractéristiques de chaque hôte et VM comme la bande passante, CPU et RAM.
8
3. Exemple CloudSim
Tout exemple fourni dans le package 'org.cloudbus.cloudsim.example' fourni dans le dossier
des exemples de projets CloudSim suit certaines étapes standard pour implémenter la
configuration spécifiée pour démarrer une simulation. Pour comprendre le fonctionnement du
cadre de simulation CloudSim, il est indispensable de connaître ces étapes. Il y a onze étapes
suivies dans chaque exemple avec certaines variations, spécifiées comme suit:
1. Définir le nombre d'utilisateurs pour la simulation en cours. Ce nombre d'utilisateurs
est directement proportionnel au nombre de courtiers dans la simulation actuelle.
2. Initialiser la simulation, avec l'heure actuelle, le nombre d'utilisateurs et l'indicateur de
trace.
3. Créer un centre de données.
4. Créez un courtier en centre de données.
5. Créez une ou plusieurs machines virtuelles.
6. Soumettez la machine virtuelle au courtier de centre de données.
7. Créez des Cloudlets en spécifiant leurs caractéristiques.
8. Soumettez les Cloudlets au courtier de centre de données.
9. Envoyer un appel à Démarrer la simulation.
10.Une fois qu'il ne reste plus aucun événement à exécuter, envoyez un appel à Stop
Simulation.
11.Imprimez enfin le statut final de la simulation
Dans cet similation je crees
1 – Utilisateur
1 – datacenters
1 – Hostes
2 – Cloudlets
2 – VMs avec la même configuration
9
3.1. la configuration de la VM
10
3.2. la configuration de l'hôte
3.3.la configuration le Datacenter
11
3.4.Resultat

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Cloud computing : Cloud sim

  • 1. 1 Prof: El Amrani Chaker Département Génie d’Informatique Faculté des Sciences et Techniques TANGER Rapport Le framework de simulation de l'environement du Cloud CloudSim Master Système Informatique et Mobile Réalisé par : Encadré par :  EDAIG KHALID. Prof: El Amrani Chaker
  • 2. 2 Somaire 1. INTRODUCTION.........................................................................................3 2. GENERALISATION SUR LE CLOUD COMPUTING ET CLOUDSIM ...........................................................................................................3 2.1. Cloud Computing...........................................................................................................3 2.1.1. Architecture du cloud computing........................................................................................... 3 2.1.2. Services du cloud................................................................................................................... 3 2.1.3. modèles de déploiement ....................................................................................................... 4 2.2. CloudSim ........................................................................................................................4 2.2.1. Pourquoi la Simulation ?........................................................................................................ 4 2.2.2. Outils de simulation............................................................................................................... 4 2.2.3. CloudSim............................................................................................................................... 4 2.2.4. L'intégration du CloudSim dans Eclipse .................................................................................. 6 2.2.5. Parametrage de la simulation ................................................................................................ 7 3. EXEMPLE CLOUDSIM..............................................................................8 3.1. la configuration de la VM .............................................................................................9 3.2. la configuration de l'hôte.............................................................................................10 3.3. la configuration le Datacenter ....................................................................................10 3.4. Resultat .........................................................................................................................11
  • 3. 3 1. Introduction De nos jours, offrir des services tels que site de commerce, stockage online et réseaux sociaux sur internet est augmente. Les clients utilisent des sites de commerce ou des réseaux sociaux pour leur achats ou communication. D'autre part, des utilisateurs sont dans les endroits différents (partagés sur la planète) par conséquent, il est nécessaire de rendre ces services à la fois rapide et fiable. Pour ce faire, il faut une architecture bien configurée qui puisse traiter les requêtes envoyées depuis les clients vers les serveurs traitant des services proposés, dans un court délai de temps et de manière fiable pour satisfaire le client. Afin de porter ces services, on utilise les systèmes distribués, comme technologie, on peut citer le Cloud et la grille. 2. Generalisation sur le Cloud Computing et CloudSim Le Cloud computing est la prestation de services informatiques sur Internet. Ses services permettent à des individus et des entreprises d'utiliser les logiciels et les matériels qui sont gérées par les tiers sur les sites distants. Les services proposés par le Cloud comprennent le stockage de fichiers en ligne, sites de réseaux sociaux, webmail, et les applications en ligne. Le modèle de Cloud computing permet d'accéder à des ressources d'information et de l'informatique depuis n'importe quel endroit, où une connexion réseau est disponible. Les avantages du Cloud computing comprennent l'économie de coûts, la haute disponibilité et l'évolutivité facile. 2.1.Cloud Computing 2.1.1. Architecture du cloud computing Les grandes divisions de l'architecture du cloud sont les suivantes :  Frontend  Backend Le back-end est responsable de la sécurité des données pour les utilisateurs du cloud ainsi que du mécanisme de contrôle du trafic. Le serveur fournit également le middleware permettant de connecter des périphériques et de communiquer entre eux. L'architecture de la technologie cloud comprend également des plates-formes frontend appelées clients cloud, comprenant des serveurs, des clients légers et lourds, des tablettes et des appareils mobiles. L'interaction se fait par le biais d'un middleware, d'un navigateur Web ou de sessions virtuelles. 2.1.2. Services du cloud
  • 4. 4 En général, il y a trois types de services proposés par les fournisseurs de Cloud. Software-as-a-Service (SaaS) : Le service proposé est une application qui est accessible par Internet. En effet, au lieu d'installer et de maintenance des logiciels, il suffit à une connexion d'Internet pour accéder au service. Platform-as-a-Service (PaaS) : Ce modèle offre des plates-formes d'exploitation et de développement au consommateur. Le consommateur peut utiliser la plate-forme pour développer et exécuter ses propres applications, soutenues par une infrastructure fournie par le fournisseur de Cloud. Infrastructure-as-a-Service (IaaS) : C'est le modèle de service plus bas dans la pile technologie de Cloud, offrant des ressources d'infrastructure comme un service, tel que le stockage de données brutes, la puissance de traitement et la capacité du réseau. 2.1.3. modèles de déploiement Il y a 4 modèles de déploiement de Cloud : Privé : Cloud privé est détenu et exploité par une seule société, et les services fournis par le Cloud sont utilisés par les différents secteurs d'activité dans la même entreprise. Public : Les Clouds publics sont détenus et exploités par les fournisseurs pour offrir un accès rapide à des ressources informatiques abordables à d'autres organisations ou individus. Hybride : Ce Cloud utilise la base de Cloud privé combiné avec les stratégies d'usage de services du Cloud public. Communauté : Le Cloud partagé qui est destiné à un ensemble limité d'organisations(universités). 2.2.CloudSim 2.2.1. Pourquoi la Simulation ? Dans un système distribué, il existe des enjeux à résoudre tels que la gestion des ressources et l'ordonnancement des applications car, ces taches sont compliquées et il n'existe pas une solution optimale pour répondre à ces issues. D'autre part, dans l'environnement d'un système distribué comme Cloud, il est difficile d'effectuer les différents scénarios avec différent nombres de ressources et utilisateurs afin d'évaluer la performance des algorithmes du partage de charge, Broker, gestion des ressources...etc. Lorsque on veut évaluer les scénarios de manière répétable et contrôlable, cela est parfois impossible car l'issue du coût et la gestion. Afin de résoudre cette issue, les chercheurs utilisent les simulateurs pour effectuer leur scénarios avant de les effectuer au sein d'un système distribué réel. Dans ce qui suit, on va présenter l'un des outils de simulation le plus connu et utilisé dans le domaine de simulation du Cloud. 2.2.2. Outils de simulation Il y a plusieurs outils de simulation de systèmes distribués. Les plus connus sont GridSim, CloudSim, Simgrid. Dans ce qui suit, on va présenter le framework CloudSim, qui permet de la simulation de l'environnement du Cloud computing. 2.2.3. CloudSim Ce framework modélise et simule l'environnement du Cloud computing et ses services, a été réalisé en Java. Afin que nous puissions simuler cet environnement, il faut connaitre l'architecture de ce framework.
  • 5. 5 Architecture du CloudSim La figure illustre les différentes couches de la structure du CloudSim et ses éléments architecturaux. Au niveau le plus bas est le moteur de simulation aux événements discrets SimJava, qui implémente les fonctionnalités de base requises pour les cadres de simulation au niveau supérieur, telles que les files d'attente, le traitement des événements, création de composants du système (services, hôte, Datacenter, Broker, les machines virtuelles), la communication entre les composants et la gestion de l'horloge de simulation. CloudSim supporte la modélisation et la simulation de l'environnement de Datacenter basé sur Cloud, tel que des interfaces de gestion dédiées aux VMs, la mémoire, le stockage et la bande passante. La couche CloudSim gère l'instanciation et l'exécution des entités de base (VM, hôtes, Datacenters, applications) au cours de la période de simulation. Dans la couche plus haute de la pile de simulation, on trouve le code de l'utilisateur qui expose la configuration des fonctionnalités liées aux hôtes (ex: nombre de machines, leurs spécifications), les politiques d'ordonnancement de Broker, applications ( ex: nombre de tâches et leurs besoins), VM, nombre d'utilisateurs. Pour utiliser ce framework,j’ai besoin les outils suivants : Java JDK Eclipse Java IDE Common math jar CloudSim Framework
  • 6. 6 2.2.4. L'intégration du CloudSim dans Eclipse Dans la boîte de dialogue suivante, entrez "Nom du projet"> décochez "Use Default Location"> parcourez le chemin de votre dossier décompressé dans la boîte à outils de simulation cloudsim, puis cliquez sur NEXT. Pour réussir à configurer CloudSim Simulation,je doit télécharger un fichier nommé 'commons-math3- 3.6.1.1bin.zip', ce fichier peut être téléchargé à partir de 'http://commons.apache.org/proper/commons-math/ download_math.cgi 'et extrayez' commons-math3-3.6.1.jar ' ,puis ajouter ce derniere dans le dossier ‘jars’ Dans la boîte de dialogue suivante, allez à l'onglet "Libraries". Ici, pour ajouter «commons-math3-3.6.1.jar», nous devons cliquer sur «Add External JARS», puis parcourir le chemin sur lequel vous avez téléchargé le fichier «commons-math3-3.6.1.jar». Ajoutez-le à la liste en cliquant sur Ouvrir Nom de projet Chemin de CloudSim Ajouter jar common math Nom du projet Chemin de votre dossier
  • 7. 7 2.2.5. Parametrage de la simulation Une application distribuée au sein d'un Cloud. Chaque Cloud est constitué des Datacenters et dans le dernier, on trouve des hôtes et chaque hôte héberge les VMs. Pour faire la simulation, il faut définir une classe qui contient la fonction Main(), dans laquelle, on définit les paramètres de notre Cloud comme le nombre de Datacenter,hôtes, les caractéristiques de chaque hôte et VM comme la bande passante, CPU et RAM.
  • 8. 8 3. Exemple CloudSim Tout exemple fourni dans le package 'org.cloudbus.cloudsim.example' fourni dans le dossier des exemples de projets CloudSim suit certaines étapes standard pour implémenter la configuration spécifiée pour démarrer une simulation. Pour comprendre le fonctionnement du cadre de simulation CloudSim, il est indispensable de connaître ces étapes. Il y a onze étapes suivies dans chaque exemple avec certaines variations, spécifiées comme suit: 1. Définir le nombre d'utilisateurs pour la simulation en cours. Ce nombre d'utilisateurs est directement proportionnel au nombre de courtiers dans la simulation actuelle. 2. Initialiser la simulation, avec l'heure actuelle, le nombre d'utilisateurs et l'indicateur de trace. 3. Créer un centre de données. 4. Créez un courtier en centre de données. 5. Créez une ou plusieurs machines virtuelles. 6. Soumettez la machine virtuelle au courtier de centre de données. 7. Créez des Cloudlets en spécifiant leurs caractéristiques. 8. Soumettez les Cloudlets au courtier de centre de données. 9. Envoyer un appel à Démarrer la simulation. 10.Une fois qu'il ne reste plus aucun événement à exécuter, envoyez un appel à Stop Simulation. 11.Imprimez enfin le statut final de la simulation Dans cet similation je crees 1 – Utilisateur 1 – datacenters 1 – Hostes 2 – Cloudlets 2 – VMs avec la même configuration
  • 10. 10 3.2. la configuration de l'hôte 3.3.la configuration le Datacenter