Разработка методики повышения эффективности использования вычислительных ресурсов при применении технологии виртуальных машин

• Автор: Рахман, Павел Азизурович
• Шифр специальности: 05.13.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 400 с. : ил.

Оглавление

Основные термины, обозначения и сокращения.

Введение.

Постановка задачи.

1. Обзор существующих подходов к повышению эффективности использования ресурсов и моделей распределения ресурсов.
1.1. Обзор существующих подходов к повышению эффективности использования вычислительных ресурсов.

1.1.1. Использование ресурсов для внутренних задач

1.1.2. Использование ресурсов для задач сторонних организаций.

1.1.3. Применение адекватных аппаратных решений.

1.1.4. Объединение сервисов и снижение числа серверных ОС.

1.1.5. Применение технологии виртуальных машин

1.2. Обзор моделей распределения ресурсов.
1.2.1. Традиционные модели распределения ресурсов.
1.2.2. Современные модели распределения ресурсов
Выводы по главе 1.
2. Разработка методики по реорганизации серверного парка
2.1. Общий подход.
2.2. Подходы к сбору первичной информации.
2.2.1. Выбор типов ресурсов и размерностей для оценки их уровней
2.2.2. Сбор информации по физическим компьютерам
2.2.3. Сбор информации по логическим серверам.
2.2.4. Оценка требований базовой операционной системы.
2.2.5. Требования надежности функционирования серверного парка
2.2.6. Выбор цели оптимизации.
2.3. Поиск распределения логических серверов на компьютеры
2.4. Первичная и вторичная оценка распределения.
2.5. Первичная реорганизация серверного парка.
2.6. Оценка качества функционирования серверного парка
2.7. Поиск причин неудовлетворительного функционирования.
2.8. Корректировочная реорганизация серверного парка.
2.9. Возврат к исходному состоянию или компромиссы.
Выводы по главе 2
3. Разработка математической модели и метода решения задачи поиска распределения логических серверов по компьютерам.
3.1. Разработка математической модели
3.2. Поиск метода решения.
3.2.1 Существующие методы решения поставленной задачи.
3.2.2 Предлагаемый вариант решения с разбиением на подзадачи
3.2.3. Существующие приближенные методы решения подзадач
3.2.4. Предлагаемый вариант локального поиска с использованием мультистарта, функции штрафов и управляемого радиуса зон поиска
3.3. Анализ характеристик предложенных методов
Выводы по главе 3.
4. Программная реализация алгоритма поиска оптимального распределения
4.1. Требования к программной реализации
4.2. Описание разработанного программного обеспечения.
4.3. Экспериментальное исследование и внедрение.ч.
Выводы по главе 4.
Заключение
Литература


Соответственно, масштабирование ресурсов (введение дополнительных компьютеров) вряд ли возможно в такой ситуации, поскольку перенос логического сервера на вводимый ресурс (перенос файлов, содержащих диски логического сервера, с одного компьютера на другой по сети) на современном коммуникационном оборудовании может продлиться до нескольких часов. Все это время сервер не сможет обеспечивать сервисы, от которых либо напрямую зависит работа пользователей, либо зависит работа каких-либо служб, находящихся на других логических серверах. В-третьих, доступное на сегодняшний день программное обеспечение, реализующее технологию виртуальных машин, не имеет возможности встраивания собственных механизмов динамического управления логическими серверами и компьютерами. Запуск, останов, а также перенос логического сервера на другой компьютер может осуществляться только вручную. Таким образом, очевидно, требуется разработка новой модели. В первой части главы проведен обзор существующих подходов к повышению эффективности использования ресурсов компьютеров. Помимо основного критерия - возможностей повышения эффективности использования ресурсов - сформулированы несколько немаловажных вторичных критериев: уровень изоляции несовместимого программного обеспечения, безопасность данных и программ, надежность функционирования серверного парка, “прозрачность” для пользователей. В соответствии с основным и вторичными критериями рассмотрены и критически проанализированы существующие подходы: расширение круга внутренних задач, предоставление ресурсов для задач сторонних организаций, подбор адекватных аппаратных конфигураций, объединение сервисов с целью снижения числа серверных ОС и применение технологии виртуальных машин. Результат критического анализа подходов показал, что наиболее приемлемым является применение технологии виртуальных машин. Однако, для применения технологии виртуальных машин на сегодняшний день отсутствует какая-либо методика реорганизации серверного парка с целью повышения эффективности использования вычислительных ресурсов. Также отсутствует какой-либо подход к постановке и решению задачи поиска распределения логических серверов по физическим компьютерам при применении технологии виртуальных машин. Соответственно, требуется разработка методики реорганизации серверного парка. Во второй части главы рассмотрены несколько существующих моделей распределения ресурсов, как традиционных, так и современных. Результат анализа этих моделей показал, что традиционные модели невозможно использовать из-за гораздо более высокой сложности поставленной задачи поиска распределения, а современные модели не учитывают ряд специфичных моментов, присущих технологии виртуальных машин. Соответственно, требуется разработка новой модели для задачи поиска распределения логических серверов по физическим компьютерам. Реорганизация серверного парка с целью повышения эффективности использования ресурсов физических компьютеров - это сложная работа, требующая предварительного проектирования с использованием определенных подходов и методик. Подходы мы рассмотрели в предыдущей главе и выбрали технологию виртуальных машин как наиболее приемлемый подход, в данной же главе будет создаваться методика реорганизации серверного парка при применении технологии виртуальных машин. Т-услуг. Под заказчиком мы будем понимать не только главу какой-либо коммерческой организации, но и, в общем случае, некоторых его ГГ-специалистов: системных администраторов, аналитиков, экспертов - на которых глава опирается в технических вопросах и которые, в конечном счете, будут оценивать качество выполненных работ и в дальнейшем иметь дело с реорганизованным серверным парком. Как упоминалось ранее, в любой коммерческой организации присутствует своя специфика, которую лучше всего может знать только заказчик, и только лишь тесно взаимодействуя с ним можно получить не только хорошее решение, но и решение, которое будет максимально отвечать интересам заказчика и оправдывать его ожидания. Из вышесказанного следует, что необходимо предварительно оценивать целесообразность проведения реорганизации серверного парка, а заказчик, взвесив все “за” и “против” принимает окончательное решение о проведении работ по реорганизации.