Сomprehensive method of energy-efficient workload processing in the information and communication network

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorProkopets, Nataliia
dc.contributor.authorGloba, Larysa
dc.date.accessioned2023-04-03T08:56:38Z
dc.date.available2023-04-03T08:56:38Z
dc.date.issued2022
dc.description.abstractBackground. Peculiarities of the workload in a modern information and communication network (ICN) determine specific requirements for energy efficiency, performance and availability of its processing system. Existing approaches to increase en ergy efficiency and performance of workload processing do not take into account the possibility of dynamic changes in ICN workload arrival rate and individual energy consumption characteristics of computing nodes of the system. Objective. The purpose of the paper is to increase the energy efficiency and performance of ICN workload processing while meeting the requirements for the availability of the processing system, taking into account dynamic changes in the input workload arrival rate and the individual characteristics of the computing nodes’ energy consumption. Methods. A mathematical model of the workload processing system was built using the queueing theory methods, and an ontological model of this system was built using intelligent data analysis methods, which made it possible to quantitatively and qualitatively describe the complex relationships between system parameters and workload processing efficiency indicators. On the basis of the built models, a comprehensive method of energy-efficient workload processing was proposed, which differs from the known ones by the use of individual energy consumption models of computing nodes, combining the advantages of horizontal scaling and energy-efficient scheduling taking into account dynamic changes in workload arrival rate. Results. The efficiency of ICN workload processing is increased by 15.722% according to the efficiency criterion, which includes energy efficiency and performance indicators, compared to the known energy-efficient Backfill approach while meet ing the requirements for the availability of the processing system. Conclusions. The energy efficiency, performance and availability of the ICN workload processing system can be improved by combining horizontal scaling and energy-efficient scheduling approaches using individual energy consumption models of computing nodes and taking into account dynamic changes in the input workload arrival rate.uk
dc.description.abstractotherПроблематика. Особливості навантаження сучасної інформаційно-комунікаційної мережі (ІКМ) визначають специфічні вимоги щодо енергоефективності, продуктивності та доступності систем його обслуговування. Існуючі підходи щодо підвищення енергоефективності та продуктивності обслуговування навантаження не враховують можливості динамічних змін інтенсивності навантаження в мережі та індивідуальних характеристик енергоспоживання окремих обчислювальних вузлів системи. Мета досліджень. Підвищення енергоефективності та продуктивності обслуговування навантаження ІКМ при забезпеченні вимог щодо доступності системи обслуговування з урахуванням динамічних змін інтенсивності вхідного навантаження та індивідуальних характеристик енергоспоживання обчислювальних вузлів. Методика реалізації. Побудовано математичну модель системи обслуговування навантаження із застосуванням методів теорії масового обслуговування, а також онтологічну модель цієї системи із застосуванням методів інтелектуального аналізу даних, що дозволило кількісно та якісно описати складні зв’язки між параметрами системи та показниками ефективності обслуговування навантаження. На основі побудованих моделей запропоновано комплексний метод енергоефективного обслуговування навантаження, що відрізняється від відомих використанням індивідуальних моделей енергоспоживання обчислювальних вузлів системи, поєднанням переваг підходів горизонтального масштабування та енергоефективного планування навантаження з урахуванням динамічних змін інтенсивності навантаження. Результати досліджень. Ефективність обслуговування навантаження ІКМ підвищено на 15,722% за критерієм ефективності, який включає показники енергоефективності та продуктивності, у порівнянні з відомим енергоефективним підходом Backfill при дотриманні вимог щодо доступності системи обслуговування. Висновки. Енергоефективність, продуктивність та доступність системи обслуговування навантаження ІКМ може бути покращено за рахунок поєднання підходів горизонтального масштабування та енергоефективного планування задач із використанням індивідуальних моделей енергоспоживання обчислювальних вузлів та при врахуванні динамічних змін інтенсивності вхідного навантаження.uk
dc.format.pagerangePp. 34-45uk
dc.identifier.citationProkopets, N. Сomprehensive method of energy-efficient workload processing in the information and communication network / Nataliia A. Prokopets, Larysa S. Globa // Information and telecommunication sciences : international research journal. – 2022. – Vol. 13, N. 2. – Pp. 34-45. – Bibliogr.: 36 ref.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2411-2976.22022.34-45
dc.identifier.orcid0000-0001-6549-0459uk
dc.identifier.orcid0000-0003-3231-3012uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/54202
dc.language.isoenuk
dc.publisherNational Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute"uk
dc.publisher.placeKyivuk
dc.relation.ispartofInformation and telecommunication sciences : international research journal, 2022, Vol. 13, N. 2(22)uk
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.subjectenergy efficiencyuk
dc.subjectенергоефективністьuk
dc.subjectperformanceuk
dc.subjectпродуктивністьuk
dc.subjectavailabilityuk
dc.subjectдоступністьuk
dc.subjectworkloaduk
dc.subjectнавантаженняuk
dc.subjectICNuk
dc.subjectІКМuk
dc.subject.udc004.075uk
dc.titleСomprehensive method of energy-efficient workload processing in the information and communication networkuk
dc.title.alternativeКомплексний метод енергоефективного обслуговування навантаження в інформаційно-комунікаційній мережіuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
269099-620665-1-10-20221216.pdf
Розмір:
969.16 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.1 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Information and telecommunication sciences: international research journal, Vol. 13, N. 2