الكاتب: عاصم منصور

الإشراف العلمي: د.إيمان الناجي

التدقيق اللغوي: د. ابتسام حسين


هو إطار عمل لمحاكاة البنية التحتية والخدمات الخاصة بالحوسبة السحابية. تم إنشاء الكلاود سيم في الأصل في مختبر الحوسبة السحابية وأنظمة التوزيع (CLOUDS) في جامعة ملبورن – أستراليا، وأصبحت الكلاود سيم واحدة من أكثر أجهزة محاكاة الحوسبة السحابية مفتوحة المصدر والأكثر شعبية في مجال البحث والأوساط الأكاديمية، والكلاود سيم مكتوب بالكامل بلغة الجافا .  (1)

أما علم المحاكاة بشكله العام فهو تقليد تقريبي لتشغيل العملية أو النظام . تُستخدم المحاكاة في العديد من السياقات، مثل محاكاة التكنولوجيا لضبط الأداء أو تحسينه، وهندسة السلامة، والاختبار، والتدريب، والتعليم، وألعاب الفيديو والعديد من المجالات.  (2)

إطار النمذجة والمحاكاة بالكلاود سيم

الكلاود سيم هو الحوسبة السحابية  لتقديم خدمات حسابية موثوقة وآمنة ومقاومة للخطأ ومستدامة وقابلة للتطوير. ومن ثم فإن هناك منهجيات في الوقت المناسب وقابلة للتكرار والتحكم بها لتقييم أداء التطبيقات والسياسات السحابية الجديدة قبل تطويرها الفعلي. نظرًا لأن استخدام أغطية الاختبار الحقيقية يحد من التجارب على نطاق الاختبار ويجعل استنساخ النتائج مهمة صعبة للغاية، فهنا يتم استخدام المحاكاة. (3)

هدف الكلاود سيم هو توفير إطار محاكاة عام وقابل للتوسيع يمكّن من خلاله نمذجة ومحاكاة وتجربة البنية التحتية الناشئة للحوسبة السحابية والتطبيقات، مما يسمح لمستخدميها بالتركيز على مشكلات تصميم النظام المحددة التي يريدون التحقيق فيها، دون القلق بشأن انخفاض تفاصيل المستوى المتعلقة بالبنية التحتية . (3)

الميزات الأساسية للكلاود سيم

• دعم النمذجة والمحاكاة لبيئة الحوسبة على نطاق واسع كمراكز البيانات السحابية، ومضيفات الخادم الافتراضية، مع توفير موارد المضيف للأجهزة الافتراضية والموارد الحاسوبية التي تدرك الطاقة.

• تعتبر منصة قائمة بحد ذاتها لنمذجة وسطاء الخدمات السحابية ، وإدارة الحسابات، وسياسات التخصيص.

• تدعم محاكاة اتصالات الشبكة بين عناصر النظام المحاكاة.

• دعم لمحاكاة بيئة السحابة المتحدة، وموارد الشبكات البينية من المجالات الخاصة والعامة.

• توفر محرك ظاهري يساعد في إنشاء وإدارة العديد من الخدمات الافتراضية المستقلة على عقدة مركز البيانات.

• المرونة بين تخصيص مساحة مشتركة وتخصيص الوقت المشترك لنوى المعالجة للخدمات الافتراضية. (3)

الكلاود سيم والاعمال البحثية

هو مجموعة من أدوات المحاكاة وهي عبارة عن واجهة برمجة تطبيقات تسمح للمطور بتشغيل أي طراز من أجهزة الخادم كمحاكاة البرامج، لتحليل سلوكه والعمل في العالم الحقيقي. لذلك يقوم الباحث بمحاكاة البنية التحتية كطبقة خدمة (IaaS). ويشمل ذلك نماذج وبرامج مراكز البيانات والمضيفين والتخزين والأجهزة الظاهرية ووسطاء مراكز البيانات السحابية وسياسات التخصيص والجدولة للأجهزة الافتراضية بالإضافة إلى المهام، وسياسات إدارة الطاقة بما في ذلك عمليات الترحيل ودمج الأجهزة الافتراضية عبر المضيفين المختلفين، وتحديد عبء العمل كلها من السمات لمحاكاة التنفيذ عبر الأنظمة السحابية . (3)

المكونات الاساسية للكلاود سيم

1 خادم المعلومات السحابية .

2 مركز البيانات .

3 الوسيط .

4 المضيف .

5 آلة افتراضية .

6 المهام .(5)

الخطوات الأساسية في كل عملية محاكاة بالكلاود سيم

1 تحديد عدد المستخدمين (الوسيط) .

2 تعريف المتغيرات الأساسية : الوقت , المستخدم …

3 إنشاء خادم المعلومات السحابية.

4 إنشاء مركز البيانات ومن ثم إنشاء المضيف داخل مركز البيانات .

5 إنشاء الوسيط ليقوم بتوصيل المهام لمركز البيانات .

6 إنشاء الألة الافتراضية وتحديد خصائصها .

7 إرسال الألة الافتراضية الى المضيف .

8 تحديد المهام .

9 إرسال المهام الى المضيف .

10 البدا بعملية المحاكاة .

11 توقف عملية المحاكاة .

12 طباعة نتائج المحاكاة . (4)

مصادر التعلم المجانية للكلاود سيم

هناك العديد من البرامج التعليمية والمدونات المتاحة لتعلم المحاكاة بالكلاود سيم، بالإضافة  لوجود العديد من الدورات عبر الإنترنت التي تغطي التركيب والهندسة ووصف التنفيذ وعينات المحاكاة. (5)

 بعض المراجع السريعة للبرامج التعليمية :

https://www.cloudsimtutorials.online/cloudsim 1    :  يوفر معلومات تفصيلية عن برنامج الكلاود سيم . بدءًا من كيفية البدء في البرنامج والميزات الأساسية لبرنامج الكلاود سيم . (5)

 Cloudsim Tutorial 2 : مقدمة في بيئة المحاكاة : سوف يمنحك هذا الموقع نظرة ثاقبة حول فهم عملية المحاكاة الداخلية والمعرفة بأدوات الكلاود سيم . (5)

3 أداة المحاكاة في تطبيقات و أبحاث الحوسبة السحابية – CloudSim – منصة رواق  :  هذه المادة هي عبارة عن شرح متكامل للـكلاود سيم أحد أشهر أدوات المحاكاة المستخدمة في مشاريع و أبحاث الحوسبة السحابية. في هذه المادة ستبدأ من تثبيت الأداة على جهازك خطوة بخطوة حتى الانتهاء من تنفيذ مشروع متكامل بهذه الأداة. بواسطة الـكلاود سيم تستطيع تصميم بنية تحتية لبيئة السحابية افتراضية, يمكن أيضا محاكاة مراكز البيانات و التحكم في خصائصها و مكوناتها و تحديد كيفية تنفيذ العمليات داخلها. وأخيرا طباعة النتائج نهاية كل عملية محاكاة.

المراجع:

1 – “CloudSim: a toolkit for modeling and simulation of cloud computing environments and evaluation of resource provisioning algorithms”

2 – Simulation article

http://www.cloudbus.org/cloudsim/ -3

4 https://opensourceforu.com/2014/03/cloudsim-framework-modelling-simulating-cloud-environment/

5 – “SuperWits Academy: CloudSim Simulation Framework Course”.