Разработка и исследование средств отказоустойчивости распределённых вычислительных систем

• Автор: Поляков, Артём Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 173 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

1.1. Модель вычислительной системы

1.1.1. Модель коллектива вычислителей

1.1.2. Топология вычислительных систем

1.1.3. Алгоритм работы коллектива вычислителей

1.1.4. Модель вычислительной системы

1.1.5. Классификация архитектур ВС

1.1.6. Принципы технической реализации вычислительных систем..

1.1.7. Архитектурные свойства ВС
1.2. Параллельные алгоритмы
1.2.1. Понятие параллельного алгоритма
1.2.2. Принцип крупноблочного распараллеливания
1.2.3. Понятие о сложных задачах
1.3. Проблема живучести распределенных вычислительных систем
1.3.1. Отказы в современных распределенных ВС
1.3.2. Организация отказоустойчивых каналов передачи данных
1.3.3. Возобновляемые программы
1.3.4. Оптимизация контрольных точек восстановления программ..
1.4. Выводы
ГЛАВА 2. АЛГОРИТМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОТКАЗОУСТОЙЧИВОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
2.1. Отказоустойчивые гетерогенные каналы передачи данных
2.1.1. Показатели производительности каналов связи
2.1.2. Модель гетерогенного канала передачи данных

2.1.3. Алгоритмы восстановления порядка следования информационных блоков
2.1.4. Анализ алгоритмов распределения информационных блоков по каналам связи
2.1.5. Адаптивный алгоритм 1АЛеВа1апсе распределения информационных блоков по каналам передачи данных
2.2. Алгоритмы возобновления программ из контрольных точек восстановления
2.2.1. Модель вычислительной системы с отказоустойчивым выполнением параллельных программ
2.2.2. Идентификационная информация
2.2.3. Основные этапы возобновления параллельных программ
2.2.4. Задача восстановления идентификационной информации программ
2.2.5. Алгоритм иБСЯ восстановления идентификационной информации программ
2.2.6. Вложение алгоритма ЦБСК в существующие
синхронизационные схемы
2.3. Оптимизация контрольных точек восстановления параллельных программ
2.3.1. Страничный подход к дельта-сжатию КТ
2.3.2. Подходы к дельта-сжатию КТ, основанные на хешировании
2.3.3. Особенности дельта-сжатия КТ
2.3.4. Параллельный алгоритм Р-РНазй дельта-сжатия КТ
2.3.5. Адаптивный подход к дельта-сжатию КТ
2.3.6. Алгоритм РаСотр пакетного сжатия КТ
2.3.7. Алгоритм формирования результирующей КТ
2.3.8. Параллельный алгоритм формирования результирующей КТ
2.4. Выводы
ГЛАВА 3. ПРОСТРАНСТВЕННО-РАСПРЕДЕЛЕЕНАЯ
МУЛЬТШСЛАСТЕРНАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА
3.1. Архитектура пространственно-распределенной мультикластерной вычислительной системы
3.2. Программное обеспечение мультикластерной ВС
3.2.1. Стандартные компоненты
3.2.2. Средства организации отказоустойчивых гетерогенных
каналов передачи данных
3.2.3. Средства создания распределенных контрольных точек
3.2.4. Средства оптимизации объема распределенных КТ
3.3. Моделирование алгоритма 11а1еВа1апсе
3.3.1. Оценка количества инверсий в выходном потоке
3.3.2. Оценка производительности отказоустойчивых гетерогенных каналов передачи данных
3.4. Моделирование алгоритма ШСК
3.4.1. Набор тестовых программ
3.4.2. Набор прикладных программ
3.5. Моделирование алгоритмов оптимизации КТ
3.5.1. Оценка вычислительной сложности алгоритмов дельта-сжатия КТ
3.5.2. Исследование эффективности алгоритмов дельта-сжатия для параллельных программ
3.5.3. Моделирование алгоритма Р-ЕНазЬ
3.5.4. Моделирование адаптивного подхода к дельта-сжатию КТ
3.5.5. Моделирование параллельного алгоритма формирования результирующей КТ
3.6. Выводы

рых имеет свои преимущества и недостатки. Рассмотрим несколько подходов к классификации ССКТ.
Различают две основные схемы взаимодействия ССКТ с защищаемой программой: явная и прозрачная {неявная). Средства создания КТ, построенные на основе явной схемы, позволяют задать ограниченный набор информации, которую необходимо сохранить в КТ. Это обеспечивает малые объемы дискового ввода-вывода информации и значительно уменьшает накладные расходы таких ССКТ. Недостатком явной схемы является необходимость модификации исходного кода, что не позволяет применять её к программам, доступным только в бинарном виде. Кроме того, КТ могут создаваться только в моменты времени, определяемые программой и связанные с завершённостью определённого этапа вычислений.
Средства создания КТ, построенные на основе прозрачной схемы, осуществляют сохранение КТ незаметно для программы, что обеспечивает простоту и универсальность их использования. Недостатком данного подхода является больший объем дискового ввода-вывода информации, так как сохраняется все пространство памяти.
По классам поддерживаемых программ ССКТ можно разделить на сосредоточенные и распределённые. Сосредоточенные ССКТ обеспечивают отказоустойчивость выполнения одного или нескольких процессов в рамках вычислительного узла ВС. Распределённые ССКТ обычно строятся на базе сосредоточенных и применимы для распределённых и параллельных программ, что делает их важным инструментом организации функционирования ВС. Для создания распределенных контрольных точек (РКТ) необходимо:
1) сформировать сосредоточенные КТ для всех процессов, входящих в состав параллельной программы (1111);
2) сохранить граф связей между процессами ПП;