I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   7 ,   No .   1 Feb r u ar y   201 7 ,   p p .   4 9 6 ~ 5 0 4   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v7 i 1 . p p 4 9 6 - 5 0 4          496       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JE C E   FDMC:  F ra m ew o rk f o Decisio n M a k ing  in  Cloud  for Effic ient   Reso urce Ma na g em en t       Alex a nd er   Ng enz i 1 ,   Selv a ra ni R 2 ,   Su chit hra   R 3   1 De p a rtme n t   Co m p u ter S c ien c e   E n g in e e rin g ,   Ja in   U n iv e rsity ,   Ba n g a lo re ,   In d ia   2 Co m p u ter S c ien c e   En g in e e rin g ,   A ll ian c e   Un iv e rsit y ,   Ba n g a lo re ,   In d ia   3 De p a rtme n t   M a ste o f   S c ien c e   in   In f o rm a ti o n   T e c h n o lo g y ,   Ja in   Un iv e rsit y ,   Ba n g a lo re ,   In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   3 0 ,   2 0 1 6   R ev i s ed   Oct  1 9 ,   2 0 1 6   A cc ep ted   No v   2 ,   2 0 1 6       A n   e ff e c ti v e   re so u rc e   m a n a g e m e n is  o n e   o f   th e   c rit ica s u c c e ss   fa c to rs  f o p re c ise   v irt u a li z a ti o n   p ro c e ss   in   c lo u d   c o m p u ti n g   in   p re se n c e   o f   d y n a m i c   d e m a n d o f   th e   u se r.   Af t e re v i e w in g   th e   e x isti n g   re s e a rc h   w o rk   to w a rd s   re so u rc e   m a n a g e m e n in   c l o u d ,   it   w a f o u n d   t h a th e re   is  sti ll   a   larg e   sc o p e   o f   e n h a n c e m e n t.   T h e   e x isti n g   tec h n iq u e a re   f o u n d   n o t o   c o m p lete ly   u t i li z e   th e   p o ten ti a f e a tu re s   o v irt u a m a c h in e   in   o rd e to   p e rf o rm   r e so u rc e   a ll o c a ti o n .   T h is  p a p e p re se n ts  a   f ra m e w o rk   c a ll e d   F DMC  o F ra m e w o rk   f o De c isio n   M a k in g   in   Cl o u d   th a t   g iv e b e tt e c a p a b il it y   f o th e   V M s   to   p e rf o rm   re so u rc e   a ll o c a ti o n .   T h e   c o n tri b u ti o n   o f   F DMC  is  a   jo in o p e ra ti o n   o f   V M   to   e n su re   f a st e p ro c e ss in g   o tas k   a n d   th e re b y   w it h sta n d   m o re   n u m b e o f   in c re a sin g   traff ic.  T h e   stu d y   o u tco m e   w a c o m p a re d   w it h   so m e   o f   th e   e x isti n g   sy st e m s   to   f in d   F DMC  e x c e ls  b e tt e p e rf o rm a n c e   in   th e   sc a le  o f   tas k   a ll o c a ti o n   ti m e ,   a m o u n o f   c o re   w a st e d ,   a m o u n o f   sto ra g e   wa ste d ,   a n d   c o m m u n ica t io n   c o st.   K ey w o r d :   C lo u d   co m p u tin g   Dec is io n   m a k in g   R eso u r ce   allo ca tio n   R eso u r ce   m an a g e m e n t   Vir tu al  m ac h in e   Co p y rig h ©   2 0 1 In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   A le x a n d er   Ng en z i,    C o m p u ter   Scien ce   E n g in ee r i n g ,   J ain   Un i v er s it y ,     B an g alo r e,   I n d ia .   E m ail:  ale x an d er n g e n zi @ g m a il.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   W ith   th in cr ea s in g   d e m a n d s   o f   d ata  an d   s er v ice  av ailab ilit y ,   th p r esen er o f   clo u d   co m p u ti n g   i s   also   u n d er g o i n g   ch al len g i n g   s it u atio n   [ 1 ] .   I is   f o u n d   th at  m aj o r ity   o f   t h ex is t in g   s t u d ies  ar ca r r ie d   o u t   co n s id er in g   d ep lo y m e n m o d e an d   s er v ice  m o d e o f   th clo u d .   T h d e p lo y m en m o d el  w i ll  co n s is o f   p u b lic,   p r iv ate  an d   h y b r id   clo u d   [ 2 ]   w h ile  th s er v ice  m o d el  w i ll  co n s is o f   P aa ( P latf o r m - as - a - Ser v ice) ,   I aa ( I n f r astr u ctu r e - as - a - Ser v ice) ,   an d   SaaS   ( So f t w ar e - as - a - Ser v ice)   [ 3 ] .   A ll  t h s er v ice s   o f   cl o u d   co m p u tin g   r ea ch   its   u s er   u s i n g   r eso u r ce   v ir tu aliza t io n   m ec h a n is m   [ 4 ] .   Ho w e v er ,   th ch alle n g in   th v ir tu al izatio n   p r o ce s s   in   clo u d   is   it s   h i g h e r   d ep en d en cieso n   s to r ag a n d   ch an n el  p r o ce s s in g   ca p ac it y   a s   co m p ar ed   to   co n v e n tio n al  p h y s ical  s er v er .   T h h o s m ac h i n ca n   ea s il y   d ep lo y   v ir t u al  m ac h i n b y   r ep licatin g   it  a m o n g   th e m   in   o r d er   to   ex p lo it th co m p lete  u t ilizatio n   o f   r eso u r ce s .   Ho w ev er ,   t h is   t h eo r etica l c lai m   is   v er y   d i f f er e n t   f r o m   p r ac tices   u s er   ex p er ie n c es  [ 5 ] .   I n   o r d er   to   ca ter   u p   th e   d y n a m ic  n ee d s   o f   t h u s er ,   a n   e f f ec tiv e   r eso u r ce   m an a g e m e n is   h i g h l y   r eq u ir e d   in   clo u d   en v ir o n m e n [ 6 ] .   T h ter m   r eso u r ce   w ill  m ea n   b o th   s o f t w ar as  w ell   as  h ar d w ar th at  ar r eq u ir e d   to   p er f o r m   s p ec if ic  tas k   e. g .   s to r ag e,   C P U,   n et w o r k ,   m e m o r y ,   c h a n n el   ca p ac it y   etc  [ 7 ] ,   [ 8 ].   T h p h en o m e n o n   o f   r eso u r ce   m an a g e m en es s en t iall y   d ea ls   w it h   v ar io u s   d ep lo y m e n t   s tr ateg ie s ,   s elec tio n   cr iter ia  o f   v ar io u s   s o f t w ar a n d   h ar d w ar in   o r d er   to   co n f ir m   a   b etter   an d   f a u lt   to ler an ce   s er v ices   to   t h u s er s   [ 9 ].   A s   th w o r k   lo ad   is   c h ar a cter is e d   b y   h ea v y   f lu c tu at io n   o v er   clo u d ,   an   e f f ec ti v r eso u r ce   m a n a g e m e n is   h i g h l y   r eq u ir ed   to   b i m p le m e n ted .   R eso u r ce   allo ca tio n   i s   o n e   o f   th p r i m p r o ce s s   in   r eso u r ce   m a n a g e m en t h at   lead s   to   m ap p in g   o f   p h y s ica s er v er s   an d   w o r k lo ad s   to   th Vir t u al  Ma ch i n e   ( VM )   [ 10 ] .   Var io u s   co m p o n e n ts   o f   r e s o u r ce   m a n ag e m e n o v er   clo u d   e n v ir o n m e n t   ar l o ad   b alan ce r ,   SL Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708     F DMC :   F r a mewo r fo r   Dec is io n   Ma kin g   in   C lo u d   fo r   E fficien t R eso u r ce   Ma n a g eme n t   ( A lexa n d er N g en z i )   497   ( Ser v ice  L e v el  Ag g r e m e n t)   m an a g e m e n t,  p r icin g ,   ad m is s io n   co n tr o ller ,   a n d   s c h ed u ler   [ 11 ] .   I n   o r d er   to   en h a n ce   t h p er f o r m a n ce   o f   th r eso u r ce   m a n a g e m e n t,  v ar io u s   m et h o d o lo g ies t h at  ar f o u n d   to   i m p le m e n t til l   d ate  ar g en etic  alg o r it h m ,   q u eu i n g   m o d el,   co n s tr ai n p r o g r a m m i n g ,   co m b i n ato r ial  a p p r o ac h ,   L y ap u n o v   o p tim izatio n ,   m i x ed   i n teg er   p r o g r am m i n g   etc.   [ 11 ] .   T h p r o b lem s   t h at  ar f o u n d   u n s o lv ed   in   t h e   ar ea   o f   r esear ch   in   r eso u r ce   m a n a g e m en ar is s u e s   in   h an d li n g   h eter o g e n eo u s   w o r k lo ad s ,   en er g y   e f f icie n c y ,   p r ed ictab ilit y ,   elast icit y ,   m i g r atio n - b ased   ap p r o ac h es  etc.   [ 11 ].   T h is   r esear ch   p ap e r   p r e s en t s   m o d el  th a t   ad d r ess es  th p r o b lem s   o f   t h ex is ti n g   s y s te m .   T h o r g an izatio n   o f   t h p ap er   is   as  f o llo w s Sectio n   1 . 1   d is cu s s es  ab o u t h b ac k g r o u n d   o f   th s t u d y ,   Sect io n   1 . 2   d is cu s s es  ab o u t h p r o b lem   id e n tif ied   i n   th s tu d y ,   an d   Sectio n   1 . 3   p r esen ts   b r ief   d is cu s s io n   o f   p r o p o s ed   s y s te m .   Sectio n   2   d is cu s s e s   ab o u th alg o r it h m   i m p le m en ta tio n   f o llo w ed   b y   an al y s is   o f   r esu lt  ac co m p li s h ed   f r o m   t h s t u d y .   F in al l y   Se ctio n   4   m ak e s   s o m co n clu d i n g   r e m ar k s .     1 . 1 .   B a ck g ro un d   T h is   s ec tio n   d is c u s s es  ab o u th b ac k g r o u n d   o f   th p r o p o s ed   s y s te m   b r ief i n g   o u t h s ig n if ican t   r esear ch   w o r k   ca r r ied   o u in   t h is   ar ea   o f   r eso u r ce   m a n ag e m en in   clo u d   co m p u ti n g   an d   d ata  ce n ter s .   Nah ir   an d   Or d [ 1 2 ]   h av p r ese n ted   tech n iq u o f   r eso u r ce   m a n a g e m e n t   f o r   clo u d   en v ir o n m e n t .   T h au th o r s   h a v in tr o d u ce d   f o r m a f r a m e w o r k   f o r   lo ad - b alan ci n g   u s in g   u n iq u m a n ag e m e n t   p o licies  o f   VM .   T h s t u d y   o u tco m w as  te s ti f ied   u s in g   o v er h ea d   o n   m ea n   q u e u e.   Sa r as w a th et  al  [ 1 3 ]   h av d ev elo p ed   tech n iq u r eso u r ce   allo ca tio n   u s i n g   d y n a m ic  p o licies.  T h p r im g o al  o f   th i s   tec h n iq u e   w as   to   al lo ca te  ef f icie n t   VM   to   th r eq u ester .   T h alg o r it h m   d eisg n   o f   t h s t u d y   i s   ca r r ied   o u o n   s elec t io n   an d   e x ec u ti o n   o f   h i g h   p r io r it y   task .   T h a n al y s is   w as  ca r r i ed   o u u s i n g   ti m a n d   n u m b er   o f   p r o ce s s in g   e le m e n t s   an d   h o s n u m b er   W ei  et  al.   [ 1 4 ]   h av p r ese n ted   co m p letel y   n e w   tec h n iq u o f   r eso u r ce   a llo ca tio n   o f   h eter eo g en eo u s   t y p e s   f o r   ca ter in g   u p   m u ltip le  d e m a n d s   o n   th clo u d - b ased   n et w o r k s .   T h p r im ai m   o f   th tec h n i q u es  w as  to   r esis t   u tili za t io n   o f   s k e w ed   r eso u r c es  o v er   p h y s ical  s er v er   u s i n g   r eso u r ce - b ased   p r ed ictio n   a p p r o ac h .   T h s tu d y   o u tco m w a s   ass e s s ed   u s i n g   ar r iv al  r ate,   n u m b er   o f   ac t iv p h y s ical  s er v er ,   u tili za tio n ,   s k e w n es s ,   an d   d ela y .   Stu d y   o n   d y n a m ic  allo ca tio n   o f   r eso u r ce s   w a s   al s o   ca r r ied   o u b y   Ya n g   et  al   [1 5 ] .   T h p r esen ted   tec h n iq u e   p er f o r m s   a u to n o m o u s   m i g r ati o n   o f   th e   j o b s   a m o n g   t h e   VM s   d ep en d in g   o n   t h a m o u n t o f   l o ad .   T h r esu lt  w a s   ass es s ed   u s in g   ti m w i th   in cr ea s in g   s ize  o f   p r o b le m   an d   C P u tili za tio n   u s in g   Op e n   Ne b u la.   Sel v ar an a n d   Sad h asi v a m   [ 1 6 ]   h av p r ese n ted   task   s ch ed u li n g   s c h e m e   o v er   clo u d   in   o r d er   to   p e r f o r m   m ap p in g   o f   t h r eq u ir ed   r eso u r ce s .   T h co s t   o f   r eso u r ce s   a s   w e ll  a s   p e r f o r m an ce   o f   co m p u tatio n   is   esti m ated   b y   t h e   p r esen ted   tech n iq u an d   its   o u tco m w as  a n al y ze d   w it h   r esp ec to   tim a n d   co s t.  Usag o f   o p ti m izatio n   s ch e m w a s   also   s ee n   i n   liter a tu r es  to w ar d s   r eso u r ce   m a n ag e m en p o lic y   f o r m u latio n .   T h w o r k   d o n b y   L i u   et  al  [ 1 7 ]   h as  im p le m e n ted   an co lo n y   o p ti m iza tio n   as  w el as  g en etic  al g o r ith m   th at  s i g n i f ica n tl y   ass is i n   p er f o r m in g   f as ter   s ea r c h   to w a r d   o p tim al   r es u lts .   T h s t u d y   o u tco m w as  co m p ar ed   w i th   i n d iv id u al  o u tco m e s   f r o m   Ge n etic   al g o r ith m   a n d   an co lo n y   o p ti m izatio n   to o .   Z h u   et  al  [ 1 8 ]   h a v i n tr o d u ce d   f r a m e w o r k   t h at   p er f o r m s   p r o v is io n in g   o f   r es o u r ce s   an d   ef f ec ti v s ch ed u l in g   o f   tas k .   T h au th o r s   h a v in co r p o r ated   a   s o f t w ar e - en g i n ee r in g   b ased   tech n iq u in   o r d er   to   p e r f o r m   s ch ed u li n g .   P an d et  al  [ 1 9 ]   h a v d is cu s s ed   ab o u t   an   al g o r ith m   t h at   tar g et s   m u lt ip le  en v ir o n m en t s   o f   clo u d   b ased   o n   s m o o th e n i n g   co n ce p t .   T h ev al u atio n   o f   th s tu d y   w as   ca r r ied   o u u s i n g   b ig g er   d ataset  o f   h eter o g e n e o u s   t y p e s .   C a to n   et  a l.  [ 2 0 ]   h av p r esen ted   v er y   u n iq u tec h n iq u th at   u s es   th e   p o ten tial  n et w o r k in g   attr ib u te s   o f   s o cial  n et w o r k   in   o r d er   to   ca r r y   o u t   r eso u r ce   allo ca tio n   in   clo u d .   T h i m p lem en tatio n   o f   th tec h n iq u was  ca r r ied   o u o v er   o p en   s o u r ce   f r a m e w o r k   u s in g   s to ch ast ic  m o d elli n g   o f   n o d e   p ar ticip atio n   p r o ce s s .   Y u   et  al  [ 21 ]   h av d ev elo p ed   tec h n iq u o f   r eso u r ce   m an a g e m e n o v er   v eh icu lar   n et w o r k   w i th   a n   aid   o f   VM   m ig r atio n   s c h e m es.  A   h ier ar ch i ca ar ch itectu r is   p r esen ted   in   th i s   s c h e m t h a p er f o r m s   s h ar i n g   o f   th r e s o u r ce s   o v er   v e h icle  clo u d   n et w o r k .   T h s tu d y   o u tco m w a s   ev al u ated   w i th   r esp ec to   r ate  o f   ar r iv al  o f   l o ca VM s .   Me er an d   S w a m y n at h a n   [ 2 2 ]   h av e   in tr o d u ce d   s ch e m t h at  p er f o r m i n g   m o n ito r in g   o f   an   ess e n tial  r eso u r ce s   o v er   th e   clo u d   u s in g   ag e n t - b ased   ap p r o ac h .   T h s tu d y   m ain l y   ca p tu r es  t h m e m o r y   an d   co m p u tat io n al  r eso u r ce   u t ilizati o n .   Xu   a n d   L [ 2 3 h av p r ese n ted   f r a m e w o r k   th at  co n s id er i n g   s tead y   m at ch in g   m o d ell in g   i n   o r d er   to   d ec o u p le  v ar io u s   p r o cu ed u r es  o f   VM   m ap p in g   p r in cip le  o v er   p h y s ical  s e r v er s .   Usi n g   ex p er i m en tal  b ased   ap p r o ac h ,   th e   p r o p o s ed   s y s te m   w as  test ed   o n   2 0   n o d clu s ter s .   Y u   e al   [ 2 4 ]   h av p r ese n ted   tec h n i q u o f   s h ar i n g   a n d   ef f ec tiv m a n a g e m e n o f   c lo u d   r eso u r ce s   ( ex cu s i v el y   f o r   ch an n el  ca p ac it y ) .   T h ar ch i tect u r ad o p ted   b y   th e   au th o r   is   n ea r l y   s i m ilar   to   s o cial  in ter n e t o f   v e h icle s .     1 . 2 .   T he  P ro ble m     A lt h o u g h   t h er ar v ar io u s   r esear ch   w o r k   b ei n g   ca r r ied   o u to w ar d s   en h a n cin g   t h p r o ce s s   o f   r eso u r ce   allo ca tio n   in   c lo u d   en v ir o n m e n t,  b u s till   ce r tai n   tech n ical  f la w s   r esid i n   th s o lu tio n   b u ild in g   p r o ce s s .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E   Vo l.  7 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 1 7   4 9 6     5 04   498   T h f o llo w i n g   ar t h p r o b lem   id en tific atio n s   o f   t h p r o p o s e d   s tu d y :   a.   T h ex is ti n g   r esear c h   w o r k   to w ar d s   r eso u r ce   allo ca tio n   d o esn f o c u s   o n   s y n c h r o n o u s   f ac to r   o f   VM s   f o r   w h ic h   r ea s o n   tas k   s c h ed u lin g   a m o n g   th V is   s t ill u n s o lv e d   is s u e.   b.   T h d ec is io n   o f   r eso u r ce   allo c atio n   ar m ai n l y   i m p le m en ted   u s i n g   d eter m i n is tic  ap p r o ac h   w h ic h   is   k n o w n   f o r   its   o v er h ea d   cr ea tio n   o v er   h ig h l y   d is tr ib u ted   n et w o r k   li k clo u d .   c.   A p r ese n t,  t h er ar n o   s tu d i es  w h ic h   e x p lo i th j o in o p er atio n s   o f   all  th a v ailab le  VM s   in   o r d er   to   ex p lo it th f u ll p o ten tial s   o f   V M.   T h er ef o r e,   in s p ite   o f   m u ltip le  r esear ch   co n tr ib u tio n   in   ex is t in g   s y s te m   th er is   n o   s in g le   b en ch m ar k ed   m o d el   to   b s p o k en   o f   i n   t h is   r e g ar d .   T h p o ten tial  c h ar a cter is tic s   o f   V w er n e v er   f u ll y   ex p lo ited   an d   w er al w a y s   s e en   as  s in g le  en tit y   w h er ea s   n o v el  f r a m e w o r k   w ith   c h ai n   o f   VM   w ith   s o m e   s ig n i f ica n b eh a v io u r al  c h ar a cter is tics   m o d elli n g   m a y   ad d   n e w   f u n ct io n alit ies  to   m in i m i ze   tas k   co m p let io n   ti m e.   Hen ce ,   t h er is   n ee d   o f   n o v el  m o d el  th at  p er f o r m s   au to n o m o u s   d ec is io n   m a k in g   p r ac tices  i n   th e   d y n a m ic  e n v ir o n m e n o f   clo u d   in   o r d er   to   f ac ilit ate  r eso u r ce   allo ca tio n .   T h n e x s ec t io n   p r esen t s   n o v e l   f r a m e w o r k   th at  ad d r ess e s   th r esear ch   p r o b lem s   b r ief   i n   t h i s   s ec tio n   f o llo w ed   b y   al g o r ith m   d is cu s s io n .     1 . 3 .   T he  P ro po s ed  So lutio n   T h m ai n   p u r p o s o f   th p r o p o s ed   s y s te m   is   to   d esig n   f r am e w o r k   ca lled     FDMC  o f   Fra m e w o r k   f o r   Dec is io n   Ma k in g   i n   clo u d   en v ir o n m e n f o r   en h an c in g   th e f f icie n c y   i n   r eso u r ce   m a n a g e m en t.  T h is   w o r k   i s   a   co n tin u atio n   o f   o u r   p r io r   tech n iq u e s   [ 25 ] .   T h en t ir i m p le m en tatio n   is   f o c u s s ed   o n   e x p l o itin g   t h p o ten tia u tili za t io n   o f   VM .   Fi g u r 1   h i g h l ig h t s   th p r o p o s ed   s ch e m o f   FDMC.       J o i n t   O p e r a t i o n   S c h e m e I n c e n t i v e   C o m p u t a t i o n V i r t u a l   M a c h i n e   M o d e l l i n g S t a t u s   C o m p u t a t i o n B u s y   I d l e L i s t   o f   V M C a p a b i l i t i e s   o f   V M K n o w l e d g e   F o r m a t i o n I n c e n t i v e   A l l o c a t i o n S t a t u s   U p d a t e R e s o u r c e   A l l o c a t i o n T a s k   A l l o c a t o r H o s t   m a c h i n e T a s k   R e q u e s t D e c i s i o n   M a k i n g   M o d e l l i n g     Fig u r 1 .   Sch e m atic  Dia g r a m   o f   P r o p o s ed   FDMC       T h p r o p o s ed   f r a m e w o r k   i s   ess e n tiall y   d iv id ed   in to   t w o   co r co m p o n e n ts   i.e .   i)   j o in o p er atio n   s ch e m an d   ii)  d ec is io n   m ak i n g   s c h e m e.   T h j o in o p e r atio n   s ch e m is   m ai n l y   d esi g n e d   to   ex p lo it  th f u ll   p o ten tials   o f   j o b   p r o ce s s in g   b y   Vir tu al  m ac h i n ( VM )   in   o r d er   to   en s u r b etter   s y n c h r o n o cit y   a m o n g   th V M s   w h ic h   i n d ir ec tl y   co m m u n icate   w it h   t h d ata  ce n ter s .   T h i s   co m p o n en p r i m ar il y   p er f o r m s   t h ta s k   o f   r e s o u r ce   allo ca tio n   to   th V w it h   t h h elp   o f   tas k   allo ca to r ,   h o s m ac h in e,   a n d   tas k   r eq u est.  I th en   in ter ac t s   w it h   m o d ell in g   o f   v ir t u al  m ac h in o n   t h b as is   o f   it s   o p er ati o n al  s ta te  o f   b u s y   o r   id le.   T h s ig n i f ica n s tep   p er f o r m ed   b y   J o in o p er atio n   s ch e m is   also   to   f i lter   th VM   b ased   o n   its   o p er atio n al   s tatu s   i n   o r d er   to   p er f o r m   d y n a m ic  j o b   s w ap p in g   a m o n g   t h eli g ib le  VM s .   T h VM s   ar co n s id er ed   elig ib le  if   th e y   h a v lo w er   m e m o r y   d e m a n d s   an d   m o r co m m u n icatio n   v ec to r s .   T h n ex co m p o n en i s   d ec is io n   m ak in g   m o d elli n g   w h ic h   is   r esp o n s ib le  f o r   a w ar d in g   t h VM   th at  p ar ticip ate  in   s u cc e s s f u tas k   s ch ed u li n g   p r o ce s s .   Ho w ev er ,   i n   o r d er   to   u n d er tak d ec i s io n ,   t h p r o p o s ed   s y s te m   d o   h av e   d ep en d en cies   o n   k n o w led g e - b as ed   attr ib u te  e. g .   li s t   of   elig ib le  VM   as  w ell  as  ca p ab ilit ies  o f   elig ib le  VM   b as ed o n   th is   p r io r   s tatu s .   T h s y s te m   t h an   co m p u tes   in ce n tiv e s   u s in g   e m p ir ical   m ea n s   p r ec is el y   f o r   th e   VM   u n d er   o b s er v atio n   a n d   t h en   p er f o r m s   allo ca tio n   o f   n ec es s ar y   a m o u n t   o f   in ce n ti v es  to   t h VM s .   O n i n ter e s tin g   f ac o f   t h p r o p o s ed   tech n i q u is   t h at  alt h o u g h   in ce n tiv e s   ar allo ca ted   to   all  t y p e s   o f   el ig ib le  VM ,   b u it   h a s   its   o w n   s e lectio n   p r o ce s s .   I f   in   ca s VM   ta k es   u p   j o b   b u co u ld   n o p r o ce s s   it  co m p letel y ,   th in ce n ti v is   co m p letel y   w it h d r a w n .   Ho w e v er ,   if   s u c h   VM   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708     F DMC :   F r a mewo r fo r   Dec is io n   Ma kin g   in   C lo u d   fo r   E fficien t R eso u r ce   Ma n a g eme n t   ( A lexa n d er N g en z i )   499   ch o o s to   j o in tl y   w o r k   w i th   o th er   VM   to   p r o ce s s   th s a m t ask   t h a n   tas k   co m p let io n   ti m e   w i ll  b m i n i m ized .   Mo r eo v er ,   in   th is   p r o ce s s   lar g p ar ticip atio n   o f   th VM   c an   b en s u r ed   in   o r d er   to   g ai n   th i n ce n tiv a n d   h en ce   t h co m m u n icati o n   p er f o r m a n ce   ca n   b g r ea tl y   i n cr ea s ed   w it h o u t   an y   i n cl u s io n   o f   a n y   ex ter n al   ag e n ts .   Hen ce ,   t h p r o p o s ed   d ec is io n   m ak in g   m o d el  au to m o u s l y   co m p u te s   a n d   allo ca tes  i n ce n ti v b ased   o n   th e   d eg r ee   o f   tas k   b ei n g   co m p let ed   w h ich   is   co n s i s te n tl y   m o n i to r ed   an d   s i m u late n o u s l y   th e   r esp ec tiv s tatu s   o f   th VM   is   u p d ated .   T h n ex t   s ec tio n   d i s cu s s e s   ab o u t h a lg o r ith m   i m p le m e n tatio n   an d   r esu lt  o u tco m e s   o f   p r o p o s ed   s y s te m .       2.   AL G O RI T H M   I M P L E M E NT A T I O   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   is   m a in l y   r esp o n s ib le  f o r   allo ca tio n   o f   i n ce n tiv e   o n l y   f o r   th s y s t e m   w h ic h   en co u r ag e s   g r o u p i n g   o r   jo in u s a g o f   t h VM   o v er   clo u d   en v ir o n m e n t.  T h alg o r ith m   t ak es  t h in p u o f   J   ( J o b   Nu m b er ) ,   R   ( R eq u est  t y p es),   VM i   ( VM   o f   i   t y p es),   H   ( Nu m b er   o f   Ho s Ma c h i n e ) ,   S   ( Sw itc h e s ) ,   C V   ( C o m m u n icatio n   v ec to r   o f   h o s t) ,   mem req   ( m e m o r y   r eq u ir ed ) ,   w h ic h   a f ter   p r o ce s s i n g   g i v e s   t h o u tp u o f   in c   ( in ce n t iv e) .     Alg o rit h m   f o r   incent iv a llo ca t io n   I np ut : J ,   R ,   VM i ,   H,   S,  C V ,   m e m req   O utput : in   Sta rt   1.   in it J ,   R ,   VM i ,   H,   S,  C V   //i= 4   2 .   d ef   av ailab ilit y C v > m e m req   3 .   I f   av ailab ilit y =1   4 .         s et  s tatu s =1   5 .   else,  s et  s tau s =0   6 .   f o r   i=1 :H   7 .           f o r   j =1 :H   8 .                   g r o u p m at =C v ( i) + C v ( j )   9 .         en d   1 0 .   en d   1 1 .   f o r   i=1 :H - 1   1 2 .           if   η ( i) < m e m req   1 3 .                 in c =( η ( i) - m e m req ) * C v ( i) ( i)   1 4 .         else if   η ( i) = m e m req   15               in c= δ.C v ( i) / η ( i)   //δ c o n s ta n t   1 6 .         else if   η ( i) > m e m req   1 7 .                 in c= δ - ( η ( i) - .C v ( i) ( i) ) * C v ( i) / η ( i) //δ co n s tan t   E nd     T h alg o r ith m   d e f i n es  its   in iti al  t y p es   o f   t h j o b s   w ith   r esp ec to   t h e   n u m b er   a n d   u s es   p ar ticu lar   id en ti f icatio n   to   r ec o g n ize  it.   I also   m ain tain s   m a tr ix   o f   4   d if f er en t y p e s   o f   r eq u e s t   ( R )   alo n g   w it h   4   d if f er e n t y p e s   o f   VM   co n f i g u r atio n   i n   t h f o r m   o f   m a tr ix   i.e .   s m all,   m ed iu m ,   lar g e,   a n d   ex tr lar g e.   T h s y s te m   co n s i d er s   4 0 0 - 1 0 0 0   h o s m ac h in e s   w it h   4   t y p es  o f   VM s   w h er th cr ea tio n   o f   VM   is   ess e n tiall y   ca r r ied   o u u s i n g   j o b   n u m b er   an d   m et h o d   d ep lo y ed .   T h alg o r ith m   al s o   f o r m u late s   co m m u n icat io n   v ec to r   w h ic h   co n s is t s   o f   all  th p o te n tial  co n f i g u r atio n s   o f   t h e x i s tin g   VM s   w it h   d ef in ed   m e m o r y   ( L in e - 2 ) .     A   h o s m ac h i n i s   o n l y   d ec lar ed   to   b av ai lab le  i f   t h e   co m m u n icat io n   v ec to r   ( C v )   is   f o u n d   to   b m o r t h a n   m e m o r y   d e m an d s   ( m e m req )   ( L in e - 2 ) .     I t h en   iter ate s   to   c h e ck   f o r   t h e n tire   h o s f o r   it s   a v ailab ilit y   s tat u s   (L in e - 3 - L in e - 5 ) .   T h n e x s te p   o f   t h al g o r ith m   i s   to   f ilter   o n l y   t h a v ailab le  VM s   a n d   m o ti v ate  f o r   j o in t   o p er atio n   b y   allo ca tio n   o f   in ce n ti v es.  A ll  t h j o in o p er atio n s   o f   t h VM s   ar ca r r ied   o u b y   ad d in g   t h e   co m m u n icatio n   v ec to r s   ( L i n e - 6   to   L i n e - 1 0 ) .   A f t er   lis o f   h o s i s   f ilter ed ,   th e   p r o p o s ed   alg o r ith m   p r o ce ed s   to w ar d s   in ce n ti v co m p u ta tio n   u s in g   th attr ib u te  o f   m e m o r y   d e m a n d s .   T h s y s te m   c h ec k   f o r   th en tire   h o s t   if   th er is   an y   n o d w i th i n   t h lis o f   f il ter ed   VM   w h ic h   is   f o u n d   to   h av les s   m e m o r y   d e m an d s   ( L i n e - 1 2 )   an d   it  co m p u tes   t h i n ce n tiv e   o n   t h e m p ir ical  b as is   o f   η   ( f ea s ib le  j o in o p er atio n   w i th   i th   h o s t) ,   m e m o r y   d e m a n d s   ( m e m re q ) ,   an d   co m m u n ica tio n   v ec to r   ( C v )   ( L i n e - 1 2   an d   L in e - 1 3 ) .   Sim i lar l y ,   it   also   c h ec k s   f o r   th co n d itio n     i f   an y   f ilter ed   VM s   h as  eq u i v al en m e m o r y   d e m a n d s   ( L in e - 1 4 )   as  w e ll  as  f o r   th co n d it io n   if   f ilter ed   VM   is   f o u n d   to   p o s s es  m o r m e m o r y   a v ailab ili t y   ( li n e - 1 6 ) .   T h a lg o r ith m   h a s   r esp ec tiv ca lc u l atio n   o f   in ce n ti v e s   f o r   all  th ab o v t h r ee   co n d it io n al  ca s es,  w h er t h f ir s c o n d itio n   ( η   ( i)   < m e m r eq )   r ep r esen t s   b u s y   s tate  o f   VM ,   s ec o n d   co n d itio n   ( η   ( i)   = m e m req )   r ep r esen t s   id ea o p er atio n   o f   co n d itio n   o f   V M,   w h ile  th th ir d   co n d itio n   ( η   ( i) > m e m req )   r ep r esen t s   id le  s tate  o f   VM   t h at  a ls o   s tates  its   r ea d in e s s   to   tak e   u p   n e w   i n co m in g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E   Vo l.  7 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 1 7   4 9 6     5 04   500   j o b s .   Af ter   co m p u ti n g   th i n c en ti v e,   th p r o p o s ed   s y s te m   a ls o   co m p u tes  t h m ax i m u m   p er m is s ib le  v al u o f   in ce n tiv f o r   all  th av ailab l h o s m ac h in e s . T h p ar am e ter   δ   is   co n s tan t,  w h ic h   ca n   b alter ed   to   an y   n et w o r k i n g   co ef f icie n i n   f u t u r e.   On ce   t h u p d ati n g   o f   t h h o s m ac h i n i s   ca r r ied   o u t,  t h e   s y s te m   t h en   ch ec k   th co n d itio n   s p ec i f ied   in   ( L i n e - 2)   f o r   p er f o r m in g   j o b   allo ca tio n   in   clo u d   en v ir o n m e n t.  T h en tire   p h en o m e n o n   o f   j o b   allo ca tio n   is   ca r r ied   o u co n s id er in g   t h e   b u s y   an d   id le   s tate   o f   VM s ,   w h er t h f o cu s   i s   m ai n l y   to   s p lit  t h e   VM s   w it h   b u s y   s tat u s   to   s h ar it s   p r o ce s s in g   tas k   w i th   o th er   VM s   w it h   id ea l   o r   n ea r l y   id le   s tate.   T h alg o r ith m   t h er ef o r is   ab le  to   p r o ce s s   m o r n u m b er   o f   in co m i n g   j o b s   an d   is   q u ite  i n d ep en d en o f   an y   lo ad   o f   th e   tr a f f ic   o v er   c l o u d   en v ir o n m e n t.  He n ce ,   ir r es p ec tiv o f   a n y   ca r d in alit y   o f   t h co m m u i n icatio n   v ec to r ,   th al g o r it h m   al w a y s   e x p lo r th b est   ca p ab le  VM   a n d   o p ti m ize  b o t h   o v er   a n d   u n d er u tili ze   VM   b y   it s   d y n a m ic  i n ce n t iv allo ca tio n   p o licy .       3.   RE SU L T   ANAL YSI S   T h p r o p o s ed   s tu d y   w as   i m p l e m en ted   o v er   Ma t lab   co n s id e r in g   m o r t h a n   5 0 0   n u m b er s   o f   v ir tu al   m ac h in e s   in   t h d esi g n   p r in ci p le.   W also   f o r m u late   t h r ee   d if f er e n t y p e s   o f   J o b s   i.e .   J o b - 1 ,   J o b - 2 ,   an d   J o b - w h ic h   is   r e s p o n s ib le  f o r   ex e cu ti n g   4 ,   8 ,   a n d   1 2   j o b   r e q u est  to   t h p r o p o s ed   alg o r ith m .   T h s t u d y   al s o   co n s id er s   4   d if f er en t y p es  o f   VM   co n f i g u r atio n   b ased   o n   its   co r es  o f   s to r ag ( s m all  s to r ag o f   1 0 0   G B ,   m ed iu m   s to r ag o f   2 0 0   GB ,   lar g s to r ag o f   4 0 0   G B ,   an d   ex tr lar g s to r ag o f   1 0 0 0   G B .   T h s tu d y   o f   th p r o p o s ed   s y s te m   is   also   ass e s s ed   u s i n g   s tan d ar d   p er f o r m an ce   p ar am eter s   e. g .   ta s k   allo ca t io n   ti m e,   a m o u n o f   co r w asted ,   a m o u n o f   s to r a g w as ted ,   an d   co m m u n icatio n   co s t.  Fo r   a n   e f f ec t iv b e n ch m ar k i n g ,   t h s t u d y   o u tco m w as   also   co m p ar ed   w it h   t h e   r ec en t   a n d   s i m i lar   k i n d   o f   w o r k   b ei n g   ca r r ied   o u t   b y   W an g   et   al   [ 26 ] ,   Nu r m et  al  [ 27 ] ,   Sh u   et  al  [ 28 ] ,   an d   R en   et  al  [ 29 ] .   T h d is cu s s io n   o f   th co m p ar ati v p er f o r m an ce   a n al y s i s   is   as f o llo w s :           Fig u r 2 .   C o m p ar ativ An al y s is   o f   T ask   A llo ca tio n   T i m e       Fig u r 2   s h o w s   t h at  p r o p o s ed   FDMC  h a s   ac co m p lis h ed   th e   m in i m al  ta s k   allo ca tio n   ti m f o r   all  th e   th r ee   t y p e s   o f   j o b s .   T h p r im r ea s o n   b eh i n d   t h is   is   th e   ap p r o ac h   o f   W an g   et  a l [ 26 ]   u s e s   r o u n d   r o b in   o v er   t h e   r ac k   s er v er s   an d   n o o n   t h V w h ic h   co n s u m e s   ti m e.     N u r m et  al  [ 27 ] ,   to o ,   p er f o r m   s i m ilar   ta s k   b u o v er   th h o s m ac h in lead i n g   to   m o r ti m co n s u m p tio n   d u r i n g   tas k   allo ca tio n   w it h   in cr ea s o f   j o b   ty p es.  T h w o r k   ca r r ied   o u b y   Sh u   e al   [ 28 ]   u s es  m u lti - o b j ec tiv o p ti m izatio n   m o d el  a n d   th er e f o r e,   i co r r esp o n d s   w it h   s i m ilar   p er f o r m a n ce   o u tco m f o r   J o b - 1   w i th   p r o p o s ed   FDMC.  Ho w ev er ,   w it h   i n cr ea s i n g   j o b   ty p e s   ( 2   an d   3 ) ,   it  i n cr ea s es   its   tas k   allo ca tio n   ti m e   o w in g   to   i n clu s io n   o f   ite r ativ s tep s .   Ho w e v er ,   t h p er f o r m a n ce   o f   R en   et  al  [ 29 ]   is   b etter   th a n   W an g   et   al  [ 26 ] ,   Nu r m e al  [ 27 ] ,   an d   Sh u   e al  [ 28 ]   w it h   r esp ec to   j o b - 1   an d   j o b - t y p es.  Ho w ev er ,   d u to   ex tr c o m p u tatio n al  s tep s   f o r   co s t e s t i m atio n ,   it c o u ld n f u r t h er   o p ti m ize  f o r   J o b - 3.   Fig u r 3   d is cu s s es a b o u th c o m p ar ati v p er f o r m a n ce   an a l y s is   f o r   co r w asted   d u r i n g   th p r o ce s s   o f   r eso u r ce   allo ca tio n   o v er   clo u d   en v ir o n m e n t.  T h o u tco m e   s h o w s   p r o p o s ed   FDMC  is   f o u n d   w it h   h i g h e r   d eg r ee   o f   u ti lizatio n   o f   co r es r esu lt in g   i n   s u p er io r   o u tco m es  in   co m p ar is o n   to   o th er s .   T h p r o b lem s   w it h   o th e r   ex is t i n g   s c h e m es  ar u s a g o f   co r es  to   r esp o s it  te m p o r a ry   b u f f er s   w it h   in d e f i n ite  ti m o f   g ar b ag d is p o s al  o f   m e m o r y   ( a s   it  d ep en d s   u p o n   in co m i n g   tas k   o n l y ) .   T h an o th er   p r o b lem   w it h   ex is tin g   m e ch an i s m   i s   th at  ti m e   co n s u m p tio n   to   p er f o r m   d ec is io n   o f   r eso u r ce   all o ca tio n   is   f o u n d   d ir ec tl y   p r o p o r tio n al  to   in co m i n g   j o b s   th at   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708     F DMC :   F r a mewo r fo r   Dec is io n   Ma kin g   in   C lo u d   fo r   E fficien t R eso u r ce   Ma n a g eme n t   ( A lexa n d er N g en z i )   501   r esu lt s   i n   o v er   u tili z in g   o f   t h co r b y   allo ca ti n g   all   th e   cu r r e n j o b   th r ea d s .   I th er eb y   r es u l ts   i n   co r w asta g e.   W p er f o r m   f u r t h er   co n f ir m ati o n   o f   th i s   b y   as s es s in g   e x ten t o f   s to r ag w as tag e   to o .   Fig u r 4   s h o w s   t h a m o u n o f   s to r ag b ein g   w a s ted .   T h o u tco m s h o w s   t h at  p r o p o s ed   FDMC  h as   lo w er   w asta g o f   s to r ag as  co m p ar ed   to   o th er   ex is tin g   s y s te m s .   T h is   i s   b ec au s m aj o r it y   o f   t h ex i s ti n g   s y s te m s   ar d ep en d en o n   la r g er   q u eu e s   as  t h e y   w i ll  n o r m all y   ta k m o r tas k   allo ca t io n   ti m an d   s u c h   m ai n tai n ac o f   lo n g er   q u eu e s   ar ca p ab le  o f   h an d lin g   m o r j o b s   b u t a t th co s t o f   s to r a g e.             Fig u r 3 .   C o m p ar ativ An al y s is   o f   C o r W asted     Fig u r 4 .   C o m p ar ativ An al y s is   o f   Sto r ag W asted       Fig u r 5   s h o w s   c o m p ar ati v a n al y s i s   o f   co m m u n ica tio n   co s t           Fig u r 5 .   C o m p ar ativ An al y s is   o f   C o m m u n icatio n   C o s t       B asicall y ,   w e   d ef i n co m m u n icatio n   co s a s   t h to tal  a m o u n o f   r eso u r ce s   b ein g   s p e n i n   o r d er   to   ac co m p li s h   task   o f   j o b   p r o c ess i n g   o v er   clo u d   en v ir o n m en t.    T h o u tco m s h o w s   t h at  p r o p o s ed   FDMC  is   b etter   th a n   W an g   e al   [ 2 6 ] ,   Nu r m et   al  [ 2 7 ] ,   an d   S h u   et   al  [ 2 8 ] ,   b u n o b etter   th a n   R e n   et   al   [ 2 9 ] .   T h is   is   b ec au s t h ap p r o ac h   o f   R e n   et  al  [ 2 9 ]   is   b ased   o n   o p t i m izatio n   p r in cip le  o f   L y ap u n o v   tec h n iq u t h at   m i n i m izes  t h q u e u len g t h   o n   th b asi s   o f   co s p ar a m eter .   A lt h o u g h ,   th i s   is   o n s i g n i f ica n ad v a n tag o f   R e n   et  al  [ 2 9 ]   b u th is   ad v an ta g c o m e s   at  t h co s o f   o v er   m e m o r y   u tili za t io n .   Hen ce ,   i n   t h is   r eg ar d ,   th p r o p o s ed   FDMC  ca n   b s tated   a s   t h b etter   alter n ati v o f   w o r k   ca r r ied   o u b y   R e n   et  al  [ 2 9 ] .   J en n i n g s   a n d   Stad ler   [ 3 0 ]   Su r v e y ed   s t u d y   in to   r eso u r ce - m an a g e m e n ( R M)   f o r   clo u d   a t m o s p h er e s .   As  w o r k in g   o n   th is   s tu d y ,   th e y   w er e   asto n i s h ed   b y   t h q u a n tit y   o f   cu r r en t   o u tco m e s   t h at  th e y   estab lis h ,   an d   th d o cu m e n p r o d u ce s   th er ef o r e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E   Vo l.  7 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 1 7   4 9 6     5 04   502   s u p er io r   th an   e s ti m ated .   T h p ap er   h as  p r o p o s ed   b y   Yo u n g et  al  [ 3 1 ]   n o v el  s tr u ctu r is   illu s tr ated   th a t   o f f er s   co m p ete n g r ee n   i m p r o v e m e n ts   in s id s ca lab le  C lo u d   co m p u ti n g   d esi g n .   Uti lizin g   p o w er - a w ar e   f o r ec ast  m et h o d s ,   v ar iab le  r es o u r ce   o r g an izatio n ,   li v r elo ca tio n ,   an d   m i n i m u m   v ir t u al   m ac h in e   p r o p o s e,   g en er all y   s c h e m e f f icien c y   w il b g r ea tl y   en h a n ce d   in   d ata  ce n ter   s tan d s   C lo u d   w it h   m i n i m u m   p r esen tatio n   tr a n s p ar en c y .       4.   CO NCLU SI O   T h co n ce p o f   clo u d   c o m p u tin g   h a s   g ai n ed   f a s ter   p ac in   t h co m m er cial   en ter p r i s m ar k et   en ca p s u lati n g   m o r n u m b er   o f   u s er s   r eg is ter i n g   f o r   s e r v ices.  W it h   i n clu s io n   o f   m o b ile  n et w o r k ,   t h e   g en er atio n   o f   d ata  a n d   j o b   r eq u est  h as   e x p o n en t iall y   i n cr e ased   w h ich   ar r eq u ir ed   to   b e   p r o ce s s ed   at  f aster   s p ee d .   A lt h o u g h ,   t h er is   w o r d   p er v asi v e n ess   co n n ec te d   w it h   c lo u d   ar ch itectu r e   d u to   its   p r o ce s s   o f   v ir tu a lizatio n ,   b u t h er ar m an y   ch al le n g i n g   f ac to r   w h ic h   d r ag s   b ac k   t h e   s u cc ess   f ac to r   o f   clo u d   co m p u ti n g .   T h is   p ap er   r aises   t h p r o b le m   o f   r eso u r ce   a llo ca tio n   w h ic h   i s   m an d ato r y   to   b i m p le m e n te d   o n   t h e   p r o ce s s   o f   v ir tu a lizatio n   o v er   clo u d   en v ir o n m e n t.  A f ter   r ev ie w in g   t h e   e x is t in g   m ec h a n is m   o f   ad d r ess i n g   t h p r o b lem s   o f   r eso u r ce   m a n ag e m e n i n   clo u d ,   it  w as  f o u n d   th a ex i s ti n g   tech n iq u es  ar n ev er   b en c h m ar k ed ,   th e y   d o n ' ex p lo it  th f u ll  p o ten t ial  o f   V M,   an d   n o r m al l y   ad o p ts   d eter m i n is t ic  ap p r o ac h es  o f   r eso u r ce   allo ca tio n   w h ic h   is   d ir ec tl y   as s o ciate d   w ith   tr a f f ic  i n ten s it y .   Ho w ev er ,   t h is   p a p er   h as  laid   d o w n   r atio n a le  o f   d ec is io n - m ak i n g   p r o ce s s   w h ic h   r e w ar d s   t h VM   w it h   i n ce n ti v i f   t h V Ms  p er f o r m   j o in tl y   w it h   ea c h   o th er .   A   s i m p le   m o d ell in g   is   d is c u s s ed   in   t h i s   r eg ar d   alo n g   w it h   th al g o r ith m   i m p le m e n tatio n   co n s id er in g   t h d y n a m ic  b eh av io u r   o f   t h u s er s   o n li n e.   Dif f er en t   f r o m   ex is ti n g   tec h n i q u es,  t h p r o p o s ed   alg o r ith m   f o r m u latio n   i s   m o r n o n - d eter m i n i s tic  t y p t h at  g i v es  b etter   ed g to   t h r e s o u r c attr ib u te  ca lc u lat io n s .   T h s tu d y   o u tco m e   w as   co m p ar ed   w ith   s o m o f   t h s tan d ar d   an d   s ig n if ican r esear ch   co n tr ib u tio n   in   r ec en ti m e s   to   f in d   p r o p o s ed   s y s te m   o f f er   b etter   tas k   s c h e d u lin g   p r o ce s s   w i th   r esp ec t o   th p er f o r m a n ce   p ar a m eter s   co n s id er ed   f o r   th e   s tu d y .   T h e n tire   i m p le m en ta tio n   d is c u s s ed   i n   th i s   p ap er   s ig n if ican t   as s is t s   i n   s er v er   co n s o lid atio n   p r o ce s s   an d   th er ef o r e,   o u r   f u t u r w o r k   w ill  b o n   th d ir ec tio n   o f   en h an ci n g   th p r esen w o r k   to   o f f er   b etter   r eso u r ce   m an a g e m e n t sc h e m e.       RE F E R E NC E S   [1 ]   Z.   M a h m o o d ,   Clo u d   Co m p u ti n g Ch a ll e n g e s,  L i m it a ti o n s an d   R& D S o l u ti o n s,  S p ri n g e r,   2 0 1 4 .   [2 ]   J.  Bo n d ,   T h e   E n terp rise   Cl o u d B e st P ra c ti c e s f o T ra n s f o rm in g   L e g a c y   I T ,   O' R e il l y   M e d ia,  In c . ,   2 0 1 5 .   [3 ]   B.   F u r h t,   A .   Esc a lan te,  Ha n d b o o k   o f   Clo u d   Co m p u ti n g ,   S p rin g e S c ien c e   &   Bu sin e ss   M e d ia,  2 0 1 0 .   [4 ]   L .   W a n g ,   R.   Ra n jan ,   J.  Ch e n ,   B.   Be n a tallah ,   Clo u d   Co m p u ti n g M e th o d o l o g y ,   S y ste m s,  a n d   A p p li c a ti o n s,  CRC   P re ss ,   2 0 1 1 .   [5 ]   K.  Ch a n d ra se k a ra n ,   Esse n ti a ls  o f   Clo u d   Co m p u ti n g ,   CRC  P re ss ,   2 0 1 4 .   [6 ]   T .   Wen h o n g ,   Z .   Yo n g ,   Op ti m ize d   Clo u d   Re so u rc e   M a n a g e m e n a n d   S c h e d u li n g T h e o ries   a n d   P r a c ti c e s,  M o rg a n   Ka u fm a n n ,   2 0 1 4 .   [7 ]   N.  S a b h a rw a l,   P .   W a li ,   Clo u d   Ca p a c it y   M a n a g e m e n t:   Ca p a c it y   M a n a g e m e n t,   A p re ss ,   2 0 1 3 .   [8 ]   S . U.  Kh a n ,   A . Y.  Zo m a y a ,   Ha n d b o o k   o n   Da ta Ce n ters ,   S p rin g e r,   2 0 1 5 .   [9 ]   A lj a wa rn e h ,   S h a d i,   Clo u d   Co m p u ti n g   A d v a n c e m e n ts  in   De si g n ,   Im p le m e n tatio n ,   a n d   T e c h n o l o g i e s,  IG G lo b a l,   2 0 1 2 .   [1 0 ]   K . C .   L i,   Q.  L i,   T . K.  S h ih ,   Clo u d   Co m p u ti n g   a n d   Dig it a M e d ia:  F u n d a m e n tals,  T e c h n iq u e s,  a n d   A p p li c a ti o n s,  CRC  P re ss ,   2 0 1 4 .   [1 1 ]   S . T .   S e lv i,   C.   V a ll iy a m m a a n d   V .   Ne e lay a   Dh a tch a y a n i,   Re so u rc e   A ll o c a ti o n   I ss u e a n d   Ch a ll e n g e in   Clo u d   Co m p u ti n g ,   IEE E -   In ter n a ti o n a l   Co n fer e n c e   o n   Rec e n T re n d s i n   In fo rm a t io n   T e c h n o l o g y ,   2 0 1 4 .   [1 2 ]   A .   Na h ir,   A .   Ord a ,   D.  Ra z ,   R e so u rc e   A ll o c a ti o n   a n d   M a n a g e m e n in   Clo u d C o m p u ti n g ,   IEE In ter n a ti o n a l   S y mp o si u m o n   In teg ra ted   Ne two r k   M a n a g e me n t ,   2 0 1 5 .   [1 3 ]   A . T .   S a ra s w a th i,   Y.R . A .   Ka laa sh ri,   S . P a d m a v a th i,   Dy n a m i c   Re s o u rc e   A ll o c a ti o n   S c h e m e   in   Clo u d   C o m p u ti n g ,   El se v ier - S c ien c e Dire c t -   Pro c e d ia   Co mp u ter   S c ien c e ,   v o l.   4 7 ,   p p . 3 0     3 6 ,   2 0 1 5 .   [1 4 ]   L .   W e i,   C. H.  F o h ,   B.   He ,   J.   Ca i ,   T o w a rd E ff icie n R e so u rc e   A ll o c a ti o n   f o rHe tero g e n e o u W o rk lo a d in   Ia a S   Clo u d s” ,   IEE T ra n sa c ti o n s o n   C lo u d   Co m p u t in g ,   2 0 1 5 .   [1 5 ]   CT   Ya n g ,   HY   Ch e n g ,   a n d   K - L   H u a n g ,   A   D y n a m ic  Re so u rc e   A ll o c a ti o n   M o d e f o V irt u a l   M a c h i n e   M a n a g e m e n o n   Cl o u d ,   S p ri n g e Jo u rn a l,   p p . 5 8 1 - 5 9 0 ,   2 0 1 1 .   [1 6 ]   S.   S e lv a ra n i,   G . S .   S a d h a siv a m ,   I m p ro v e d   Co st - Ba se d   A lg o rit h m   f o T a sk   S c h e d u li n g   in   Cl o u d   Co m p u ti n g ,   IEE In ter n a t io n a C o n fer e n c e   o n   C o mp u t a ti o n a In telli g e n c e   a n d   Co m p u ti n g   Res e a rc h ,   2 0 1 0 .   [1 7 ]   C L iu ,   CM   Zo u ,   P . W u ,   A   tas k   sc h e d u li n g   a lg o ri th m   b a se d   o n   g e n e ti c   a lg o rit h m   a n d   a n c o lo n y   o p ti m iza ti o n in   c lo u d   c o m p u ti n g ,   IEE E -   I n ter n a ti o n a S y mp o si u o n   Distrib u ted   Co m p u t in g   a n d   A p p li c a ti o n to   B u sin e ss ,   En g i n e e rin g   a n d   S c ien c e ,   2 0 1 4 .   [1 8 ]   X .   Zh u ,   Y.   Zh a ,   L .   L iu ,   a n d   P .   Jia o ,   G e n e ra F ra m e w o rk   f o T a s k   S c h e d u li n g   a n d Re so u rc e   P ro v is io n i n g   in   Clo u d   Co m p u ti n g   S y ste m s” ,   4 0 th   IEE Co mp u ter   S o c iety   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   Co m p u ter s,  S o ft wa re   &   Ap p li c a ti o n s ,   2 0 1 6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708     F DMC :   F r a mewo r fo r   Dec is io n   Ma kin g   in   C lo u d   fo r   E fficien t R eso u r ce   Ma n a g eme n t   ( A lexa n d er N g en z i )   503   [1 9 ]   S .   K.  P a n d a ,   S .   Na g   a n d   P .   K .   J a n a ,   A   S m o o th in g   Ba se d   T a sk   S c h e d u l in g   A lg o rit h m   f o rHe tero g e n e o u M u l ti - Cl o u d   E n v iro n m e n t”,  IEE E -   I n ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   P a ra ll e l,   Distrib u ted   a n d   Gr i d   Co m p u ti n g ,   2 0 1 4 .   [2 0 ]   S .   Ca to n ,   C .   Ha a s,  K.  C h a rd ,   K.  Bu b e n d o rf e r,   O.  Ra n a ,   A   S o c ial  Co m p u te  C lo u d :   A ll o c a ti n g   a n d   S h a ri n g   In f ra stru c tu re   Re so u rc e s v ia S o c ial  Ne tw o rk s” ,   IEE T r a n sa c ti o n s   on  S e rv ice s Co mp u ti n g ,   2 0 1 4 .   [2 1 ]   R.   Yu ,   Y.  Zh a n g ,   S .   G jes sin g ,   T o wa rd   Clo u d - b a se d   V e h icu lar  Ne tw o rk w it h   Eff i c ien Re so u rc e   M a n a g e m e n t”,   a rXiv ,   2 0 1 3 .   [2 2 ]   A.   M e e r a ,   S .   S w a m y n a th a n ,   Ag e n b a se d   Re so u rc e   M o n it o rin g   s y ste m   in   Ia a S   Clo u d   E n v iro n m e n t”,  Els e v ier - S c ien c e   Dire c t,   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   Co m p u t a ti o n a In tell ig e n c e M o d e li n g   T e c h n iq u e a n d   Ap p li c a ti o n s ,   Pro c e d ia   T e c h n o lo g y ,   v o l. 1 0 ,   p p . 2 0 0     2 0 7 ,   2 0 1 3 .   [2 3 ]   H.  Xu ,   B.   L i,   A n c h o r:  A   V e rsa ti le  a n d   Ef f icie n F ra m e w o rk f o Re so u rc e   M a n a g e m e n in   t h e   Cl o u d ,   IEE E   T ra n sa c ti o n o n   Pa r a ll e a n d   Dis trib u ted   S y ste ms ,   2 0 1 3 .   [2 4 ]   R.   Yu ,   X.  Hu a n g ,   J.  Ka n g ,   J.  Din g ,   S .   M a h a rjan ,   Co o p e ra ti v e   Re so u rc e   M a n a g e m e n in Clo u d - E n a b led   V e h icu lar   Ne tw o rk s” ,   IEE T ra n s a c ti o n s O n   In d u stri a El e c tro n ics ,   2 0 1 5 .   [2 5 ]   A .   Ng e n z i,   R.   S e l v a r a n i,   S . R .   Na ir,   D y n a m ic   Re so u rc e   M a n a g e m e n i n   Clo u d   Da ta  Ce n ters   f o S e rv e r   Co n so l id a ti o n ,   a rXiv ,   2 0 1 5 .   [2 6 ]   W .   Wan g ,   G .   Ca sa l e ,   Ev a lu a ti n g   W e i g h ted   Ro u n d   R o b i n   L o a d   Ba lan c in g f o Clo u d   W e b   S e r v ice s” ,   IEE E -   In ter n a t io n a S y mp o si u m o n   S y mb o li c   a n d   Nu me ric   Al g o rit h ms   fo r   S c ien ti fi c   C o mp u ti n g ,   2 0 1 4   [2 7 ]   D.  Nu rm i,   R.   W o lsk i,   C.   G rz e g o rc z y k ,   T h e   Eu c a l y p tu Op e n - so u rc e   Clo u d - c o m p u ti n g   S y ste m ,   IEE E/ ACM   In ter n a t io n a S y mp o si u m o n   Cl u s ter   Co mp u t in g   a n d   th e   Gr id ,   2 0 0 9 .   [2 8 ]   W .   S h u ,   W .   W a n g ,   a n d   Y.  W a n g ,   A   n o v e e n e rg y - e ff icie n re so u r c e   a ll o c a ti o n   a lg o rit h m   b a se d   o n   imm u n e   c lo n a o p ti m iza ti o n f o g re e n   c lo u d   c o m p u ti n g ,   S p rin g e r - EURA S IP   J o u rn a o n   W ire les Co mm u n ica ti o n a n d   Ne two rk in g ,   v o l. 6 4 ,   2 0 1 4 .   [2 9 ]   S .   Re n   a n d   M .   S c h a a r,   D y n a m i c   S c h e d u li n g   a n d   P ricin g   in   W irele s s   Clo u d   Co m p u ti n g ,   IEE T ra n sa c ti o n o n   M o b il e   Co m p u ti n g ,   2 0 1 3 .   [3 0 ]   B.   Je n n in g s,  a n d   R .   S tad ler ,   Re so u rc e   m a n a g e m e n in   c lo u d s:  S u rv e y   a n d   re se a rc h   c h a ll e n g e s ”,   J o u rn a o Ne two rk   a n d   S y ste ms   M a n a g e me n t ,   V o l.   2 3 ,   No .   3 ,   p p .   5 6 7 - 6 1 9 ,   2 0 1 5 .   [3 1 ]   A . J.  Yo u n g e ,   V .   L a sz e w sk i,   G .   W a n g ,   L . L   A lar c o n   &   W .   Ca rit h e rs,  Eff icie n re so u rc e   m a n a g e m e n f o c lo u d   c o m p u ti n g   e n v iro n m e n ts” ,   In   Gr e e n   Co mp u ti n g   C o n fer e n c e ,   I n ter n a ti o n a l ,   p p .   3 5 7 - 3 6 4 ,   2 0 1 0 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       Ale x a n d e r   Ng e n z i   re c e iv e d   h is   Ba c h e lo o f   S c ien c e   in   El e c tro n ics   a n d   T e lec o m m u n ica ti o n   En g in e e rin g   a n d   M a ste o f   S c ien c e   in   Op e ra ti o n a Co m m u n ica ti o n f ro m   f o r m e Kig a li   In stit u te  o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o lo g y   (KIS T w h ich   is  n o w   th e   Co ll e g e   o S c ien c e   a n d   T e c h n o lo g y   (CS T ),   U n iv e rsit y   o R w a n d a   (UR) i n   2 0 0 7   a n d   2 0 1 1   re sp e c ti v e l y .   Cu rre n tl y ,   He   is  d o in g   h is  P h D i n   th e   d e p a rtm e n o f   Co m p u ter  S c ien c e   a n d   En g in e e rin g   a Ja in   Un iv e r sity   sin c e   2 0 1 3 .   He   is  a lso   a   L e c tu re in   th e   d e p a rtm e n o f   Co m p u ter  a n d   S o f tw a r e   En g in e e rin g   (CS E),   Un iv e rsity   o f   R w a n d a   sin c e   2 0 1 1 .   T il d a te,  h e   h a p u b li s h e d   th re e   p a p e rs  in   b o th   S c o p u a n d   T h o m so n   Re u ters   in d e x in g   j o u r n a ls.   He   p re se n ted   a n d   p u b li s h e d   o n e   c o n f e re n c e   p a p e i n   A NA ED  in d e x in g   Jo u rn a ls.   His  a re a   o f   sp e c ializ a ti o n   is  Co m p u ter  S c ien c e   En g in e e rin g .   His  re se a rc h   in tere sts   in c lu d e Clo u d   Co m p u ti n g ,   S e rv e Co n so li d a ti o n ,   V irt u a li z a ti o n ,   Co m p u ter  n e tw o rk a n d   T e le c o m m u n ica ti o n   Ne tw o rk s.  Hi s are a   o f   sp e c ialli z a ti o n   is  Co m p u ter S c ien c e   a n d   E n g in e e rin g .         Pro fe ss o r   R.  S e lv a r a n i’s   a re a o f   sp e c ializa ti o n   a re   Co m p u ter  S c ien c e   a n d   E n g in e e rin g .   S h e   w a a w a rd e d   a   d o c to ra d e g re e   b y   th e   Ja wa h a rlal  Ne h ru   T e c h n o l o g ica Un iv e rsit y ,   H y d e ra b a d .   S h e   w a g iv e n   th e   Be st  T e a c h e r   a wa rd   a   c o u p le  o f   ti m e s.   S h e   se rv e d   a P r o f e ss o a n d   He a d   o f   De p t .   o f   CS f o m o re   th a n   a   d e c a d e   in   v a rio u w e ll   r e p u ted   e n g in e e rin g   in stit u ti o n i n   Ba n g a lo re   a n d   a lso   a s   De a n   R e se a rc h   f o a b o u f o u y e a rs   in   a   le a d in g   e n g in e e rin g   in stit u ti o n   i n   Ba n g a lo re . S h e   h a p u b li s h e d   h e re se a rc h   w o rk   in   s e v e ra p e e re v ie we d   jo u r n a ls  su c h   a s   El se v ier,  In f o   c o m p ,   In d e sc ien c e ,   A CM   S IG S OF T ,   IEE C o n f .   e tc.  a n d   su p e rv ise d   d o c to ra l   sc h o lars .   He se v e ra b o o k   c h a p ters   a n d   jo u rn a p u b li c a ti o n a re   in d e x e d   in   m a jo in d e x in g   s y ste m li k e   S c o p u &   T h o m a Re u ters .   S h e   h a a   p a ten i n   so f t w a r e   a rc h it e c tu re   a n d   d e sig n   d o m a in .   He p u b li c a ti o n   in   El se v ier  Jo u rn a l   w a se le c ted   in   term o f   h a v in g   th e   b e st  c o n te n t”  i n   th e   a re a   o f   In f o r m a ti o n   T e c h n o l o g y   f o th e   y e a 2 0 1 2   b y   V ER T IC AL   NEW S ,   US A .   S h e   is  c a rr y in g   o u c o ll a b o ra t iv e   re se a r c h   w it h   L e e d M e tro p o li tan   Un i v e rsit y ,   UK .   P ro f .   S e lv a ra n is   li ste d   i n   W h o ’s  W h o   f o sc ien c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   US A   P ro f .   S e lv a ra n i’s  c u rre n re se a rc h   in tere st  in c lu d e M a c h in e   L e a rn in g ,   I n tern e o f   T h in g S o f t wa re   d e sig n   q u a li ty   e sti m a ti o n ,   S e rv ice   Orie n ted   Clo u d   A p p li c a ti o n s;   S o f tw a re   S a f e t y   c rit ica S y st e m s,  Qo S   in   Distri b u te d   Ne tw o rk s.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E   Vo l.  7 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 1 7   4 9 6     5 04   504     Pro fe ss o r   S u c h ith r a   R   re c e iv e d   h e B. COM,   M CA   a n d   P h . d e g re e s   in   M a n o n m a n ia m   S u n d a ra n a Un iv e rsity ,   T iru n e lv e li   re sp e c ti v e l y .   S h e   is  a   P ro f e ss o a n d   He a d   o f   M S   (IT De p a rtme n t,   Ja in   Un iv e rsit y   Ba n g a lo re ,   A u g u st   2 0 1 0   ti ll   d a te.  S h e   w a s   a   Lec tu re r,   Da y a n a n d a   S a g a In stit u ti o n s,   A u g   2 0 0 9     2 0 1 0 ,     L e c tu re De p t.   o f   M CA ,   Ox f o rd   In stit u t io n - S e p   2 0 0 6   to   A u g   2 0 0 9 ,   L e c tu re De p t.   o f   M C A ,   A M En g in e e rin g   Co ll e g e   - S e p   2 0 0 5   to   A u g   2 0 0 6   ,   L e c tu re r   De p t.   o f   Co m p u ter  S c ien c e   a n d   En g in e e rin g ,   P S En g in e e rin g   Co ll e g e   - S e p   2 0 0 3   t o   A u g   2 0 0 5   re sp e c ti v e l y .   S h e   p u b li sh e d   m o re   th a n   1 5   p a p e rs  in   b o t h   S c o p u a n d   T h o m so n   Re u ters   in d e x in g   Jo u rn a ls.   He re se a rc h   in tere sts   i n c lu d e He a lt h   Ca re   a n d   Clo u d   Co m p u ti n g ,   G re e n   Co m p u ti n g ,   Us e In terfa c e   D e sig n ,   P re c isio n   Ag ricu lt u re   a n d   Clo u d ,   Clo u d   S e c u rit y ,   S o c ial  M e d ia  Da ta  a n d   S e n ti m e n tal  A n a l y sis,  Big   Da t a   a n d   In ter n e o f   T h in g s.  He a re a   o f   sp e c ializa ti o n   is  Co m p u ter   S c ien c e   a n d   In f o rm a ti o n   T e c h n o l o g y .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.