Arquitetura multiagente com modelos de raciocínio distintos para gerenciamento de recursos em múltiplos provedores de nuvem

Abstract

As aplicações científicas e comerciais em ambientes de nuvem demandam diversos recursos resultando na necessidade de uma gestão eficiente. A complexidade dos sistemas distribuídos em nuvem com diferentes características, tecnologias e custos variados, torna desafiador o gerenciamento otimizado de recursos. A tecnologia multiagente pode oferecer melhorias significativas para o gerenciamento de recursos, com agentes inteligentes decidindo de forma autônoma os recursos de máquinas virtuais (MVs). Neste trabalho propõe-se o MAS-Cloud+, uma arquitetura multiagente para predição, provisionamento e monitoramento de recursos otimizados em nuvem computacional. MAS-Cloud+ implementa agentes com três modelos de raciocínio, incluindo heurístico, otimizado e metaheurístico. O MAS-Cloud+ instancia MVs considerando o Acordo de Nível de Serviço (Service Level Agreement – SLA) em plataformas de nuvem, priorizando as necessidades do usuário em relação ao tempo de execução, custo e desperdício de recursos, fornecendo seleção apropriada para cargas de trabalho avaliadas. O MAS-Cloud+ foi avaliado com uma aplicação de Bioinformática para comparação de sequências de DNA e diferentes tamanhos de carga de trabalho, executadas na plataforma AWS EC2. Um estudo comparativo com aplicações de Big Data usando o Apache Spark Benchmark foi executado nas plataformas AWS EC2 e Google Cloud. Observa-se por meio dos resultados, que para executar a aplicação de comparação de sequências, o melhor desempenho refere-se ao modelo de otimização, enquanto o heurístico apresenta o melhor custo. Ao fornecer a escolha entre vários modelos de raciocínio, os resultados revelam que o MAS-Cloud+ fornece uma seleção mais econômica das instâncias, reduzindo aproximadamente 58% do custo médio de execução de cargas de trabalho com WordCount, Sort, e PageRank. Quanto ao tempo de execução, o WordCount e o PageRank apresentam redução de aproximadamente 58%, enquanto o Sort um aumento de 532,30%. Os resultados indicam que o MAS-Cloud+ é uma solução promissora para gerenciamento eficiente de recursos em nuvem.