Veri merkezlerinde mikroservis mimarilerinin enerji analizi ve verimliliğin artırılması
Energy analysis of microservis architectures in data centers and increasing efficiency
Yazar: ÖZMEN EMRE DEMİRKOL
Danışman: PROF. DR. CEMİL ÖZ
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology

Özet:
Enerjinin verimli kullanımı, Bilgi Teknolojilerinin (BT) hem akademi hem de
endüstride öne çıktığı bir konudur. Bulut bilişim, nesnelerin interneti kaynakları ve
enerjiyi daha verimli şekilde kullanılmamızı sağlayan günümüzün en popüler
konularındandır. Her yıl internete bağlı milyonlarca akıllı cihaz ve bu cihazlara hizmet
sağlama veri merkezi kapasitesine olan talepler BT sektöründe enerji tüketimini
arttırmaktadır. Bu nedenle, bu sistemlerde enerjinin daha verimli kullanılması kritik
öneme sahiptir. Buluta geçisin artması, bilişimde hızlı ve verimli bir hizmet olarak
altyapı ve internet hizmet sağlayıcıları tarafından sağlanan platform da hizmetlerini
önemli kılar. Öte yandan, sanal makineler uzun süredir fiziksel sunuculara alternatif
olarak kullanılmaktadır. Uygulama kapsayıcılığı kavramı, gösterildiği gibi daha hızlı
dağıtım, daha az kaynak tüketimi, daha kolay yönetilebilirlik ve daha az enerji tüketimi
sunarak sanallaştırma dünyasını şekillendirmektedir.
Günümüzde BT servis ortamı dinamik, hızlı ve öngörülmeyen bir şekilde
büyümektedir. Mikro hizmetler ve uygulama kapları, yeni nesil BT hizmet modülleri
üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Birçok alanda tercih edilmelerinin sebebi de
değiştirilebilirlik, hizmette sunum ve yeniden yapılandırılabilirlik gibi önemli
yeteneklere sahip olmalarıdır. Ayrıca, mikro hizmetler BT personelinin çeşitli
ihtiyaçlarını karşılayabilir. Bilindiği gibi CPU, Ağ Sabit Sürücü, G/Ç gibi tüm sunucu
sistem bileşenleri enerji tüketimini etkiler. Bu noktada mikro hizmetler, kaynak
yönetiminde önemli bir aracı rol oynamaktadır. Mikro hizmete dayalı uygulamaların
enerji tüketimi, geleneksel yaklaşımlardan daha düşüktür. Fakat bazı noktalarda hala
geri kazanılabilir ve gereksiz tüketim vakaları vardır. Mikro hizmetler birçok yöntemle
izlenebilir ve bize fırsatlar sunar, boşa harcanan enerji kaynaklarını önemli ölçüde geri
kazandırır.
Bu yazıda, şu anda kullanılan bu yeni konseptin sanallaştırma teknolojilerinden daha
verimli olduğunu ve konteyner bazlı mikro servis mimarilerinin etkilerini, sistemin
enerji tüketimini ve bu etkilerin nasıl azaltılacağı hakkında bilgi verilmektedir. Bu
amaçla bir metodoloji, üç yaklaşıma sahip(bağlantı kesme, duraklama, durdurma) ve
bir izleme mekanizması önerilmiştir. Sonuçlar bu metodolojinin enerji verimliliği
üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir.

Abstract:
The efficient use of energy is an issue in which Information Technologies (IT) is
prominent in both academia and industry. Cloud computing is one of the most popular
topics in today's world, enabling us to use resources and energy more efficiently. Every
year, millions of smart devices connected to the Internet and demand for Data center
capacity to service these devices increase energy consumption in the IT sector.
Therefore, more efficient use of energy in these systems is critical. The increase in the
transition to the cloud, a fast and efficient service in the information provided by the
infrastructure and internet service providers also makes the service important. On the
other hand, virtual machines have long been used as an alternative to physical servers.
The concept of implementation inclusion shapes the world of virtualization by offering
faster deployment, less resource consumption, easier manageability and less energy
consumption as shown.
Today, the IT service environment is dynamic, fast and unpredictable. Micro services
and application containers have a significant impact on next-generation IT service
modules. The reason they are preferred in many areas is that they have important
capabilities such as interchangeability, presentation in service and reconfiguration. In
addition, micro services can meet the various needs of IT staff. As is known, all server
system components such as CPU, Network Hard Drive, I / O affect energy
consumption. At this point, micro services play an important role in resource
management. The energy consumption of micro-service based applications is lower
than that of conventional approaches. But at some point there are still cases of
unnecessary consumption that can be recovered. Micro services can be tracked in
many ways and offers us opportunities, and significantly recovers wasted energy
resources.
In this paper, we are informed that this new concept is more efficient than
virtualization technologies and the effects of container based micro service
architectures, energy consumption of the system and how to reduce these effects. For
this purpose, a methodology has three approaches (disconnection, pause, stop) and a
monitoring mechanism is proposed. The results show that this methodology has a
significant impact on energy efficiency.