Bulut tabanlı içerik dağıtım ağlarında replika sunucusu yerleşiminin tabu arama algoritması ile optimizasyonu
Optimization of replica server placement on cloud-based content delivery networks by tabu search algorithm
Yazar: ÖMER FARUK YILDIRIM
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ DAL
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Son zamanlarda insanların, müzik dinleme, film izleme ve oyun oynama gibi bazı günlük aktivitelerinin işleyişi değişmeye başlamıştır. Önceden fiziksel olarak CD/DVD'ler ile satın alınan müzik ve filmler artık gelişen teknoloji ile beraber akış servis hizmetlerine evrilmiştir. Bu içeriklerin son kullanıcıya akıcı bir şekilde ulaştırılabilmesi için firmalar zaman içerisinde Proxy sunuculara, ardından CDN'lere ve son olarak da bulut tabanlı CDN'lere, yani CCDN'lere yönelmişlerdir. Bu yönelimdeki temel motivasyon, geliştirilmiş bir hizmet kalitesi (QoS) sunabilmektir. Bunu sağlamanın yolu ölçeklenebilir ve kaynak verimliliği yüksek içerik dağıtım ağları kurmaktır. Replika sunucusu yerleşimi, CCDN'lerde kilit bir tasarım konusudur ve replika sunucularının, işletme maliyetini en aza indiren ve son kullanıcıların QoS'sini karşılayan coğrafi olarak dağılmış bulut sitelerine yerleştirilmesine karar vermeyi içerir. Bu sorun NP-Hard türünde bir problemdir. Literatürde bu problemin çözümüne yönelik sezgisel algoritmalar mevcuttur. Bu tez çalışmasında replika sunucusu yerleşimi için ilk defa Tabu Arama algoritması tabanlı bir metasezgisel geliştirilmiştir. Maliyet, bulut hizmet sağlayıcılarının temel maliyet politikası ile belirlenirken, hizmet kalitesi (QoS) içeriğin CCDN içinde barındırıldığı yere göre belirlenmektedir. Test sonuçları önerilen metasezgisel yöntemin işletme maliyeti ve QoS açısından literatürde en son geliştirilen sezgisel algoritmadan daha başarılı olduğunu göstermiştir. Bu tez kapsamında ayrıca ilgili alanda mevcut önemli bir boşluğu dolduracağı düşünülen bir denektaşı seti oluşturulmuştur ve literatüre kazandırılmıştır.

Abstract:
Recently, the daily activities of people, such as listening to music, watching movies and playing games, have started to change. Music and movies that were previously physically purchased on CD/DVDs have now evolved into streaming services by means of the advancing technology. In order to deliver these contents to the end user in an uninterrupted fashion, companies have employed to Proxy servers, then to CDNs and finally to cloud-based CDNs, ie CCDNs. The main motivation in this direction is to provide an improved service quality (QoS). The way to achieve this is to build scalable and resource-efficient content delivery networks. Replica server placement is a key design issue in CCDNs and involves the decision process of placement of replica servers on geographically dispersed cloud sites that minimizes the operating cost and meets the end users' QoS. This problem is categorized as an NP-Hard problem and there are heuristic algorithms in the literature for solving it. In this thesis, for the first time, a metaheuristic based on Tabu Search algorithm has been developed for the replica server placement. The cost here is determined by the basic cost policy of cloud service providers, while the quality of service (QoS) is obtained by the location where the content is hosted in the CCDN. The test results showed that the proposed metaheuristic method is more successful in terms of the operating cost and the QoS than the latest heuristic algorithm developed in the literature. Within the scope of this thesis, a benchmark set which is thought to fill an important gap in the related field has been also created and introduced to the literature.