Açık kaynak bulut bilişim mimarilerinin performans analizi
Performance analysis of opensource cloud computing architectures
Yazar: MEHMET ZAHİD KUZAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULLAH SEVİN
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar ve Bilişim Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control
Dizin: Açık kaynaklı yazılım = Open source software ; Bulut bilişim = Cloud computing

Özet:
Veriye ulaşılamaması, verinin kaybolması ya da verinin zarar görmesi durumunda kurum ve kuruluşlarda iş sürekliliği bozulabilmekte ve bunun yanında itibar kayıpları yaşanabilmektedir.  Kurum ve kuruluşlar tarafından verinin güvenli ve en önemlisi kesintisiz olarak sunulmasında bulut bilişim öncelikli çözüm yolu olarak değerlendirilmektedir. Günümüzde tercih edilebilecek birçok bulut bilişim altyapısı sunan platform bulunmaktadır. Bunlar arasından seçim yapılırken maliyet etkinliği, özelleştirilebilir olması gibi kriterler üzerinden karar verilebilir. Ancak tercih edilecek platformun ihtiyaçları karşılama noktasında sunduğu performansın ne kadar avantajlı olduğunu bilmekte önemlidir. 
Açık Kaynak Bulut Bilişim Mimarilerinin Performans Analizi başlıklı bu çalışma açık kaynak bulut bilişim mimarilerinin belirli kullanım senaryolarında gösterdiği donanım performanslarının ne kadar etkili olduğunu anlamak, karşılaştırmalı bir bakış açısı sunmak ve kurum ve kuruluşların bilişim altyapılarını seçerken bilinçli kararlar almalarına yardımcı olma amacını taşımaktadır.  Çalışmanın amacına uygun olarak piyasada yaygın olarak kullanılmakta olan OpenStack, Apache CloudStack ve OpenNebula açık kaynak bulut bilişim mimarilerinin aynı donanım üzerinde gösterdiği ağ, disk ve işlemci performansları alan bilgisine dayalı yöntem uygulanarak ele alınmaktadır. Performans analizi için işlemci hızı, ağ bant genişliği ve disk okuma yazma hızı gibi kritik metriklere odaklanılmıştır. Analizlerin gerçekleştirilebilmesi için her bir mimari minimum sistem gereksinimleri ile Linux çekirdeği üzerine entegre edilmiş bir sanallaştırma altyapısı olan KVM sanallaştırma yazılımı üzerinde tek bir düğüm olarak aynı özellikteki donanıma ayrı ayrı kurularak test platformları oluşturulmuştur.  Test platformları oluşturulduktan sonra her bir mimarinin üzerine sanal işletim sistemi kurulmuştur. Kurulan sanal işletim sisteminin üzerine matematiksel işlemler gerçekleştirilerek işlemci başarımını gözlemleyebilmek için Sysbenc performans değerlendirme aracı kurulmuştur. Kurulan sanal işletim sistemi ile ana makine arasında belirli sürede taşınan verinin bant genişliği değerini gözlemleyebilmek için hem ana makine hem de kurulan sanal işletim sistemi üzerine Iperf3 performans değerlendirme aracı kurulmuştur. Kurulan sanal işletim sisteminde belirli boyuttaki dosyanın diskten okuma hızını gözlemleyebilmek ve belirli boyuttaki dosyanın diske yazılma hızını gözlemleyebilmek için dd (Linux) performans değerlendirme aracı kurulmuştur. Performans değerlendirme araçları vasıtasıyla gerçekleştirilen testler sonrası elde edilen sonuçlar bir tabloda kayıt altına alınmıştır. Kayıt altına alınan sonuçlar ile her bir performans kriteri üzerinden başarım sıralaması yapılmıştır.  Yapılan test sonuçlarına göre aynı donanım konfigürasyonu üzerinde ağ, işlemci ve disk başarımında en iyi performansı OpenNebula sergilemiştir. Başarım sıralamasında OpenStack ikinci Apache CloudStack üçüncü olmuştur.

Abstract:
The inability to access data, loss, or damage to data can disrupt business continuity in organizations, and reputation losses may occur. Cloud computing is considered a priority solution for organizations to ensure the secure and, most importantly, uninterrupted delivery of data.
Today, there are several platforms offering cloud computing infrastructures that can be preferred. When making a selection among these, criteria such as cost-effectiveness and customizability can be used to make decisions, but it is crucial to know how advantageous the performance offered by the chosen platform is in meeting the needs.
This study, titled "Performance Analysis of Open-Source Cloud Computing Architectures," aims to understand how effective open-source cloud computing architectures are in specific usage scenarios, provide a comparative perspective, and assist organizations in making informed decisions when selecting their IT infrastructures.
In line with the study's objective, widely used open-source cloud computing architectures, namely OpenStack, Apache CloudStack, and OpenNebula, are examined in terms of network, disk, and processor performances on the same hardware using an evidence-based method. The focus of the performance analysis is on critical metrics such as processor speed, network bandwidth, and disk read-write speed. To conduct the analyses, each architecture is separately installed on the same hardware, integrated with the Linux kernel, and utilizing the KVM virtualization software as a virtualization infrastructure.
Once the test platforms are set up, a virtual operating system is installed on each architecture. To observe processor performance, the Sysbench performance evaluation tool is installed, and mathematical operations are performed on the virtual operating system. To observe the bandwidth value of data transferred between the host machine and the installed virtual operating system over a specific period, the Iperf3 performance evaluation tool is installed on both the host machine and the virtual operating system. Additionally, to observe the disk read speed of a file of a certain size and the disk write speed of a file of a certain size, the dd (Linux) performance evaluation tool is installed.
After conducting the tests using performance evaluation tools, the results are recorded in a table The recorded results are then used to create a performance ranking based on each performance criterion. According to the test results, OpenNebula demonstrated the best performance in network, processor, and disk performance on the same hardware configuration. In the performance ranking, OpenStack is second, and Apache CloudStack is third.