Теория и методы обеспечения отказоустойчивости управляющих компьютерных систем с динамическим распределением запросов

• Автор: Богатырев, Владимир Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 301 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

Глава 1. Многофункциональность и отказоустойчивость

магистрально модульных управляющих вычислительных систем

1.1. Отказоустойчивость систем при многофункциональности компьютерных узлов.

1.2. Модульномагистральные управляющие системы и многофункциональность вычислительных узлов.

1.3. Методы обеспечения надежности управляющих компьютерных систем.

1.4. Потенциальная эффективность динамического распределения запросов.

1.5. Объект и направления исследований.

1.6. Показатели отказоустойчивости.

Выводы по главе 1

Глава 2. Концепция динамического распределения запросов с использованием частичнонеработоспособных состояний многофункциональных модулей
2.1. Принцип динамического распределения запросов
2.2. Функциональные уровни поддержки отказоустойчивости при динамическом распределении запросов
2.3. Типовые системы динамического распределения запросов
Выводы по главе 2.
Глава 3. Комбинаторновероятностные основы теории отказоустойчивости систем из многофункциональных модулей
3.1. Задачи комбинаторновероятностного анализа систем из многофункциональных модулей
3.2. Пути и сечения системы
3.3. Условия отказа и свойства 1 системы
3.4. Надежность систем
3.5. Надежность систем и систем
3.6. Надежность систем и систем
Вы воды по главе 3
Глава 4. Надежность систем динамического распределения запросов
при взаимозависимости потери модулями различных функций
4.1 .Типовые структуры многофункциональных модулей.
4.2.0ценка способности МФМ к сохранению после отказов функциональных возможностей
4.3. Оценка надежности систем из многофункциональных модулей произвольной структуры
4.4. Правила представления модулей к типовой структуре
4.5. Надежность систем из МФМ древовидной структуры
4.6. Оценка коэффициента сохранения эффективности
Выводы по главе 4
Глава 5. Надежность и отказоустойчивость систем из функционально неоднородных модулей. Принципы размещения функциональных ресурсов
5.1. Задачи исследований.
5.2. Влияние размещения функциональных ресурсов на отказоустойчивость 1 системы.
5.3. Влияние размещения функциональных ресурсов на надежность
1систем
5.4. Влияние размещения функциональных ресурсов на надежность
БСДРЗ.
Выводы по главе 5.
Г лава 6. Методы и средства динамического распределения запросов
6.1. Задачи исследования.
6.2. Структурно функциональная модель узла.
6.3. Методы динамического распределения запросов и построение
блока распределения запросов
6.4. Децентрализованное динамическое распределение запросов с локальным отображением состояний МФМ
6.5. Децентрализованное динамическое распределение запросов с полным отображением состояний МФМ.
6.6. Динамическое распределение запросов с балансировкой нагрузки
6.7. Методы перераспределения нагрузки
6.8. Эффективность методов повышения надежности на основе ДРЗ,
примеры реализации результатов работы .
Выводы по главе 6
Заключение
Приложение А. Методы и схемы децентрализованного арбитража
А. 1. Интервальносигнальный метод арбитража
А.2. Счетноэстафетный метод децентрализованного арбитража
А.З. Арбитраж с децентрализованным кодовым управлением
Литература


В случае не получения периодического сообщения диагностирования о нормальном функционировании основной системы, вычисления подхватывает резервная система, используя скопированные результаты предыдущих вычислений. Рассмотренная организация вычислительного процесса характерна для кластеров фирмы Vi. Другая организация кластеров, реализованная в серверах горячего резерва и i 5, предполагает разделение системы хранения информации на две части, каждая из которых предназначается для одного из серверов, решающих свои задачи. В случае отказа основного сервера, что обнаруживается по пропаданию диагностических сообщений, исправный сервер, получая доступ к его дисковой системе через шину например I, берет на себя продолжение решения задач отказавшего сервера. Третий вариант кластеров для быстроты восстановления информации после отказа сбоя одного из серверов включает общую дисковую систему I устройство хранения результатов вычислений. I устройства. Для первого варианта кластеров вычислительные узлы серверы резервируются целиком включая дисковую память, а для второго и третьего раздельно резервируются компьютеры и общедоступные для них массивы дисковой памяти. В связи с развитием кластерных систем все больший интерес проявляется к распределению заданий с балансировкой загруженности 3, для этого ввести программу Метадиспетчср, которая распределяет задания между несколькими узлами, выдавая поисковые запросы для получения контактных адресов подходящих узлов 1. Концепция отказоустойчивости систем с маскированием отказов и сбоев предусматривает дублирование например, в системе 3 или троирование например, в системе Ii вычислений. Указанные функции, обычно, реализуются программно, например, для системы , средствами управления отказоустойчивостью , при этом взаимосвязь осуществляется по протоколам I. Среди систем, поддерживающих отказоустойчивость приложений, наиболее известны системы v 3 III 1, 4 7, 8, 9, I 0, 1, v 3. Рассмотренные методы маскирования отказов и восстановления функционирования предназначены для компьютерных систем общего назначения и не учитывают характерную для управляющих систем функциональную ориентацию вычислительных узлов. Технические решения по организации кластеров в основном ориентированы на идентичность вычислительных узлов и использование дисковых систем I. Их применение на нижних уровнях систем управления, для которых характерна функциональная ориентация ВМ и работа в тяжелых условиях, ограничивающих использование не устойчивых к радиации, вибрации, механическим и электромагнитным воздействиям дисковых систем, затруднено. Обеспечение надежности систем при многофункциональности узлов. Для управляющих систем характерно распределение задач управления между вычислительными узлами и вызванная этим функциональная ориентация вычислительных узлов и их многофункциональность. Вопросы обеспечения и анализа надежности, отказоустойчивости и живучести систем из многофункциональных модулей получили свое развитие и теоретическое обобщение в трудах 1, i 2, Е. П. Туруты , 7, 0, 6, 7, 0, Л. И. Бернера , В. И. Потапов 8 и др. В системах из МФМ с функциональной ориентацией вычислительных узлов обеспечение отказоустойчивости может быть связано с функциональной реконфигурацией системы, то есть перераспределения функций задач, возлагаемых на МФМ, с целью сохранения заданных функциональных возможностей i2 . Функциональная ориентация вычислительных узлов на верхних уровнях систем управления в основном связана с реализуемыми в них задачами программами и используемыми для этого базами данных, а поэтому функциональная реконфигурация может достигаться передачей соответствующих информационных ресурсов через канал связи. Функциональная реконфигурация может основываться на статическом или динамическом перераспределении задач ПЗ отказавших вычислительных узлов вычислительных машин, процессорных модулей на исправные. При статическом Г варианты распределения задач определены заранее, а при динамическом ПЗ они формируются по мере возникновения отказов 0. Динамическое перераспределение задач 0 сопровождается копированием необходимых для их выполнения программ и информационных ресурсов и обеспечивает постепенную деградацию системы при отказах процессорных модулей.