Разработка методики оптимизации распределения ресурсов центров обработки данных в сети интернет

• Автор: Тутова, Наталья Владимировна
• Шифр специальности: 05.13.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 183 с. : ил.

Введение.
Глава 1. Анализ проблем повышения эффективности управления ресурсами центров обработки данных в сети Интернет

1.1. Основные понятия и тенденции развития сети Интернет

1.1.1. Основные тенденции.

1.1.2. Кластерная обработка данных

1.1.3. Хостинг

1.1.4. Соглашения о качестве обслуживания.

1.2. Сложность современных Интернетприложений

1.2.1. Многозвенная архитектура Интернетприложений.

1.2.2. Характеристика нагрузки ЦОД

1.3. Проблемы управления ресурсами центров обработки данных.

1.3.1. Проблема планирования и распределения ресурсов ЦОД.
1.3.2. Проблема управления доступом пользователей в периоды пиковых нагрузок
1.3.3. Проблема выполнения 8ЬЛсоглашеиий.
1.4. Постановка задачи исследования.
Г лава 2. Постановки задач оптимизации распределения ресурсов центров обработки данных в сети Интернет
2.1. Разработка моделей массового обслуживания в центрах обработки данных в сети Интернет
2.1.1. Модель массового обслуживания в центрах обработки данных без разделения запросов на классы.
2.1.2. Модель массового обсгуживания в центрах обработ ки данных с учетом сессий и классов запросов
2.2. Математические постановки задач оптимального распределения ресурсов центров обработки данных.
2.2.1. Математическая постановка задачи нахождения оптимального среднего времени ответа по 8ЬАсоглашеииям
2.2.2. Выбор критериев оптимизации.
2.2.3. Математическая постановка задачи оптимизации распределения ресурсов центров обработки данных без разделения запросов на классы
2.2.4. Математическая постановка задачи оптимизации распределения ресурсов центров обработки данных с разделением запросов на классы
2.3. Управление доступом пользователей к ресурсам 1 ДД
2.3.1. Модель поведения пользователей коммерческих сайтов
2.3.2. Определение плотности распределения вероятностей длительности сессий.
2.3.3. Схема выставления приоритетов пользователям коммерческих сайтов.
2.4. Выводы
Глава 3. Выбор метода, разработка алгоритмов и программного обеспечения оптимизации распределения ресурсов центров обработки данных в сети Интерн ет
3.1. Анализ подходов и методов решения многокритериальных задач принятия решений.
3.2. Выбор метода решения задач многокритериальной оптимизации распределения ресурсов центров обработки данных
3.2.1. Разработка требований к методу решения задач оптимизации распределения ресурсов центров обработки данных
3.2.2. Преимущества и недостатки метода ограничений
3.2.3. Преимущества и недостатки метода последовательных уступок .
3.3. Теоретическое обоснование процедуры определения компромиссной уступки
3.4. Процедура определения компромиссной уступки.
3.5. Исследование модифицированного метода последовательных уступок для оптимизации распределения ресурсов центров обработки данных
3.5.1. Сравнение трудоемкости алгоритмов.
3.6. Программная реализация модифицированного метода последовательных уступок.
3.7. Выводы.
Глава 4. Практическая реализация методики оптимизации распределения ресурсов центров обработки данных в сети Интернет.
4.1. Рекомендации по проведению анализа соглашений о качестве обслуживания.
4.1.1. Выделенный хостинг.
4.1.2. Совместный хостинг.
4.2. Методики определения оптимального числа серверов в кластерах
4.2.1. Методика определения оптимального числа серверов без разделения запросов на классы
4.2.2. Методика определения оптимального числа серверов с разделением запросов на классы
4.3. Выбор метода задания коэффициентов предпочтения критериев многокритериальных задач
4.4. Рекомендации по обработке статистики
4.4.1. Процедура получения сессий из журналов регистрации запросов еЬсерверов.
4.4.2. Процедура получения матрицы вероятностей переходов пользователей по страницам сайта
4.5. Практическая реализация метода управления доступом пользователей коммерческих сайтов.
4.5.1. Определение параметров плотности распределения вероятностей длительности сессий.
4.5.2. Определение момента снижения приоритетов
4.6. Выводы
Заключение.
Литература


Кроме этого в третьей главе выполнено теоретическое обоснование приведенной модификации метода последовательных уступок, включающее лемму и две теоремы, вывод которых сделан при условии, что М непрерывно дифференцируемых частных критериев попарно противоречивы и множество допустимых решений задачи выпукло. Проведено сравнение трудоемкости предложенною и традиционного алгоритмов метода последовательных уступок с различным числом критериев. Показано, что предложенная модификация метода последовательных уступок в несколько раз сокращает время получения оптимального решения по сравнению с традиционным методом. Модифицированный метод последовательных уступок реализован программно и зарегистрирован в реестре программ для ЭВМ. Четвертая глава посвящена разработке методики оптимизации распределения ресурсов центров обработки данных и вопросам ее практической реализации. Из анализа системы 8ЬАсоглашений известно, что данное множество может быть разделено на две большие группы. В первую входят 8ЬАсоглашения без разделения запросов на классы, а во вторуюс разделением. Поэтому в работе разработаны методики оптимизации распределения серверов по кластерам для этих двух групп 8ЬАсоглашений. В связи с тем, что в стандартных журналах регистрации запросов Vсерверов сессии явно не отражаются, то для получения параметров сессий разработан и программно реализован алгоритм выделения сессий из журналов регистрации запросов. Также в четвертой главе разработаны рекомендации по получению плотности вероятности длительности сессий, используемой для обоснования выставления приоритетов пользователям коммерческих сайтов в предложенном методе управления доступом. В частности приведены рекомендации по определению параметров законов распределений числа сессий и числа элементарных запросов, а также параметров их зависимостей от времени наблюдения. Предложенная методика оптимизации распределения ресурсов ЦОД может быть реализована программно и включена в контур оперативного управления ресурсами ЦОД. В заключении приведены основные результаты, полученные в диссертационной работе. В приложениях приведены экспериментальные результаты оптимального распределения ресурсов ЦОД, структура и описание программного обеспечения, а также некоторые промежу точные результаты по обработке статистики. Методика оптимизации распределения серверов в многозвенной архитектуре центров обработки данных по критериям минимума совокупной стоимости владения серверами и максимума пропускной способности центра обработки данных, обеспечивающая заданное в , Асоглашениях качество обслуживания. Методика определения длительности пользовательских сессий, которая позволяет аналитически найти их величину, начиная с которой следует ограничивать доступ к сайтам пользователей, что может повысить финансовую пропускную способность центра обработки данных до . Глава 1. Анализ проблем повышения эффективности управления ресурсами центров обработки данных в сети Интернет. Современной тенденцией в телекоммуникациях, связанной с развитием мультисервисных сетей связи и концепции сетей следующего поколения, является отделение услуг от сетевого оборудования. Типичным примером является сеть Интернет, где пользователей интересует не услуга связи как таковая, а доступ к информации или определенному сервису. Повсеместное развитие Интернет способствовало развитию бизнеса в Ин тернет, т. Под хостингом понимается размещение Интернетприложений на серверах в центрах обработки данных. Поставщиков таких услуг также называют сервиспровайдерами. Схематично ЦОД в Интернет приведен на рис. Аутентификация, системы Обнаружения вторжении, и др. Рис. ЦОД в сети Интернет. Для организации хостинга в Интернет некоторые компании строят собственные центры обработки данных. Особо крупные компании могут иметь десятки центров обработки данных. Однако для построения и эксплуатации ЦОД требуются значительные вложения и квалифицированный персонал, решение вопросов, связанных с эффективностью функционирования системы и безопасностью. Поэтому, по данным исследовательской компании , компаний делают выбор в пользу ИТаутсорсинга, т. Интернетприложения в поддержку сервиспровайдерам или берут их в аренду.