Анализ и выбор рациональной структуры региональных распределенных сетей передачи, обработки и хранения данных

• Автор: Чесалов, Александр Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 185 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РЕГИОНАЛЬНОЙ СЕТИ ПЕРЕДАЧИ, ОБРАБОТКИ И ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ РСХД АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1 Актуальность проектирования и повышения эффективности региональных сетей

1.2 Обзор технологий построения и проблемы организации эффективного функционирования РСХД

1.3 Обзор математических методов проектирования распределенных вычислительных сетей

1.3.1 Анализ факторов, определяющих эффективность функционирования региональной сети

1.3.2 Основные теоретические предпосылки

1.3.3 Анализ моделей, используемых при проектировании распределенных сетей

1.4 Выбор пропускной способности в качестве основного критерия оптимизации

1.5 Постановка задачи исследования

МОДЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РЕГИОНАЛЬНОЙ СЕТИ ПЕРЕДАЧИ, ОБРАБОТКИ И ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ
2.1 Методологический подход к построению модели исследования функционирования региональной сети
2.2 Модель исследования функционирования региональной сети
МЕТОДИКА АНАЛИЗА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И ВЫБОРА РАЦИОНАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ РЕГИОНАЛЬНОЙ СЕТИ ПЕРЕДАЧИ, ОБРАБОТКИ И ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ
3.1 Методический подход к выбору топологии
3.2 Методический подход к выбору пропускной способности каналов
3.3 Методика определения и оптимизация операционных характеристик региональной сети хранения
3.3.1 Методологический подход к определению загрузки и производительности сервера центра обработки информации
3.3.2 Методика определения и выбора протокольных параметров в условиях использования разнородных каналов связи
3.4 Методический подход к выбору оборудования передачи данных
РЕЗУЛЬТАТЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОВЫШЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ РСХД
4.1 Описание функций и структуры программы определения и анализа протокольных параметров
4.2 Исходные данные для моделирования
4.3 Результаты моделирования и их интерпретация
4.5 Рекомендации по выбору аппаратной платформы региональной сети
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Спецификация InfiniBand описывает коммутируемую архитектуру “точка-точка”, обеспечивая множеству устройств ввода/вывода возможность посылки одновременных запросов к процессору системы таким образом, чтобы в процессе передачи данных не возникло “узких” мест. Ее применение направлено на повышение производительности и масштабируемости кластерных систем хранения и обработки данных, а также подсистем РСХД. Теперь рассмотрим и проанализируем технологии, которые используются как базовые для описанных выше, при проектировании региональной распределенной сети передачи, обработки и хранения данных на примере Тверского региона. Для построения региональных сетей хранения существуют порядка десяти ведущих технологий обеспечивающих надежную и скоростную передачу данных. Сейчас основной моделью передачи данных по магистральной сети стала следующая цепочка: оптика - сеть SDH - сеть ATM - сеть IP. Большое распространение получили сети FrameRclay, ATM, различные варианты Ethernet и др. Рисунок 2. Но в настоящее время наличие раздельных сетей становится непозволительной роскошью, поэтому столь высок интерес к технологиям, обеспечивающим совместную передачу разнородной информации с требуемым качеством. Технология SDH (Synchronous Digital Hierarchy) представляет собой комплекс международных стандартов, относящихся к синхронному мультиплексированию и передаче данных. Гбит/с. Технология ATM может использоваться для передачи разных типов информации и одновременно поддерживать широкий спектр пользовательских приложений, в том числе оригинальных приложений ATM, унаследованных приложений для локальных сетей, голоса и видео. Способность передавать голос, данные, видео и мультимедийный трафик по глобальной сети является ключевым преимуществом ATM, так как он предоставляет одну общую сетевую технологию для общедоступных и частных сетей. Другим достоинством ATM является масштабируемая пропускная способность. В настоящее время скорость варьируется в диапазоне от 1,4 Мбит/с до 2 Мбит/с. Технологии Fast Ethernet и ATM можно использовать для повышения производительности и управляемости различных сетей целым рядом способов. В конфигурации, приведенной на рисунке 3 коммутаторы предоставляют многочисленные выделенные соединения на Мбит/с с концентраторами в пределах всей организации. Коммутаторы образуют магистраль Fast Ethernet для разделяемых локальных сетей и серверов, они обеспечивают также соединение с территориальной магистралью ATM через маршрутизатор с интерфейсом ATM. Рисунок 3. Технология DTM (Dynamic synchronous Transfer Mode) создавалась с целью более рационального использования пропускной способности оптических сетей,'поддержки широкополосного трафика в реальном масштабе времени и групповой адресации, обеспечения перераспределения ресурсов сети между сеансами связи. Она базируется на стеке из восьми протоколов и обеспечивает передачу данных со скоростью от 2 Мбит/с [9]. Наиболее перспективным подходом к построению региональных сетей передачи и хранения данных является использование спутниковой связи. Она имеет существенные преимущества над наземными системами связи. Наиболее значимыми, из которых яатяется скорость передачи данных. Вследствие использования беспроводных технологий спутниковые сети могут достичь практически любых удаленных географических областей, в том числе в регионах с недостаточно развитой коммуникационной инфраструктурой. Благодаря своей независимости от услуг телекоммуникационных компаний, спутниковая связь не подвержена перерывам в работе, например, из-за повреждения кабеля. Однако существуют и недостатки. В частности, спутниковая связь очень дорога и относительна молода. Кроме того, крупные проекты в данной области не так-то просто воплотить в жизнь, для этого компания должна как минимум располагать значительными финансовыми средствами и получить одобрение в нескольких национальных и международных организациях. С технической точки зрения потенциальной проблемой является блокирование принимаемого со спутника сигнала зданиями и даже листвой деревьев в зависимости от типа применяемой технологии. Кроме того, сейчас стоит наиболее остро вопрос защиты информации: при спутниковой связи сигнал может быть принят любым неуполномоченным лицом.