Alert-based online virtual machines migration for disaster resilience

In recent years, cloud networks evolved from an emerging technology to an established networking solution and virtualization techniques are the main contributors to this evolution. Indeed, virtualization permits to share computing resources across diverse locations, allowing data center (DC) operators and service providers to use efficiently their infrastructure. The cloud networks are composed of interconnected DCs built on physical servers, which are virtualized using virtual machines (VMs) such that a VM could support a cloud service, making the service accessible to end users. Nevertheless, there exists two important aspects that DC operators and service providers must deal with: data loss and service downtime (i.e., service interruptions). Indeed, a small interruption of applications running on VMs can cause revenue losses, and may even interfere with important business operations for big organizations. Moreover, the unexpected impact that recent natural disasters had on cloud networks and particularly on service downtime, introduced new challenges to the disaster-resilient design of cloud networks. Indeed, the design of disaster-resilient cloud networks has become an important issue. In this regard, a possible solution that copes with the VMs evacuation in a disaster scenario and at the same time minimizes the service downtime is called alert-based online VM migration for disaster resilience. This solution is based on online inter-DC VMs migration, where VMs are migrated online (i.e., evacuated with no service downtime) out of a DC affected by a natural disaster, across a distributed DC infrastructure, within a given alert time. We propose an ILP model which performs scheduling, routing and bandwidth assignment to the migration of VMs, such that the number of VMs evacuated is maximized. Moreover, the model considers the minimization of the network resource occupation through minimizing the bandwidth and the migration duration.

Negli ultimi anni, le cloud networks sono evolute da una tecnologia emergente a una soluzione di rete consolidata e le tecniche di virtualizzazione contribuiscono principalmente a questa evoluzione. In effetti, la virtualizzazione consente di condividere le risorse di elaborazione in diversi luoghi, consentendo agli operatori e ai fornitori di servizi di data centers (DC) di utilizzare in modo efficiente la propria infrastruttura. Le cloud networks sono costituite da DCs interconnessi costruiti su server fisici, che vengono virtualizzati utilizzando macchine virtuali (VM) in modo che una VM possa supportare un servizio cloud, rendendo il servizio accessibile agli utenti finali. Tuttavia, esistono due aspetti importanti che gli operatori DC e i fornitori di servizi devono affrontare: la perdita di dati e tempi di inattività dei servizi. In effetti, una piccola interruzione delle applicazioni in esecuzione su macchine virtuali può causare perdite di reditti, e può persino interferire con importanti attività aziendali per le grandi organizzazioni. Inoltre, l'impatto imprevisto dei recenti disastri naturali sulle cloud networks e in particolare sui tempi di inattività dei servizi ha introdotto nuove sfide alla progettazione resiliente alle catastrofi delle cloud networks. Pertanto, la progettazione di cloud networks resilienti alle catastrofi è diventata una questione importante. A questo proposito, una possibile soluzione che gestisce l'evacuazione in uno scenario di emergenza e allo stesso tempo minimizza il tempo di inattività del servizio è chiamata migrazione delle VMs online basata sugli tempi di allerta dei disastri. Proponiamo un modello ILP che esegue la pianificazione, l'instradamento e l'assegnazione della larghezza di banda alla migrazione di VMs, in modo tale che il numero di VM evacuate sia massimizzato. Inoltre, il modello considera la minimizzazione dell'occupazione delle risorse di rete riducendo al minimo la larghezza di banda e la durata della migrazione.