Математические модели и методы повышения эффективности функционирования кластера компьютеров в центрах обработки данных

• Автор: Протасов, Станислав Станиславович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Содержание

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность темы .

Цель работы, объект и предмет исследования .

Методы исследования.

Научная новизна .

Практическая значимость

Апробация и реализация результатов работы . .

Положения, выносимые на защиту.

Краткое описание диссертации МММт1МММММММНММММ1МММ1МММФМММММтММММ

Исторический анализ предметной области .
ГЛАВА 1. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОПРОСОВ ОРГАНИЗАЦИИ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЦЕНТРОВ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ. ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ЦЕНТРОВ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ДЛЯ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ УСЛУГ ПО РАЗМЕЩЕНИЮ РЕСУРСОВ В ГЛОБАЛЬНОЙ СЕТИ
1.1. Центры обработки данных предприятия .
1.1.1 Назначение центра обработки данных.
1.1.2 Ыуровневая модель.
1. Возможности центра обработки данных
1. Преимущества создания центров обработки данных.
1.2. Основные сервисы ЦОД
1.2.1. Сервисы инфраструктуры.
1.2.2. Сервисы групп серверов.
1 2 3. Сервисы хранения
1 2 4 Сервисы защиты.
1 2 5 Сервисы управления.
1.3. Группы серверов в центрах обработки данных
1.3 1 Гр ппа интранетсерверов
1.3 2 Группа серверов Интернет.
3 Группа экстранетсерверов
1.4. Архитектура центра обработки данных.
1 4 1. Уровни центра обработки данных.
1.5. Топологии центра обработки данных., ,гг
1.5.1. Логическая топология.
1.5 2. Физическая топология.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1.
ГЛАВА 2. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И МОДЕЛЬ ВИРТУАЛЬНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ ЦЕНТРА ДАННЫХ.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Общие сведения. Определение эффективности предоставления услуг по размещению ресурсов в глобальной сети в центрах обработки данных И1МЖИММНЖ1ИННМММПННМН1ИМтНММММНН
2.2. Постановка задачи исследования .
.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КЛАСТЕРА КОМПЬЮТЕРОВ ДЛЯ ПРЕДОСТАВЛЕНИЯ УСЛУГ ПО РАЗМЕЩЕНИЮ РЕСУРСОВ В ГЛОБАЛЬНОЙ СЕТИ В ЦЕНТРАХ ДАННЫХ.
3.1. Математическая модель и метод использования кластера компьютеров с автоматической конфигу рацией и системой виртуальных сред, интегрированной с распределенной файловой системой
3.1.1. Обшие сведения. Постановка задачи исследования
3.1.2. Существующие подходы к консолидации серверов
3.1.3. Технологии виртуализации
3.1.4. Су щность метода
3.2. Математическая модель н метод построения сервиса балансирования нагрузки между серверами асимметричной фермы. .
3.2.1. Постановка задачи исследования
3.2.2. Сущность метода.
3 . Математическая модель и метод онлайнового переноса данных с минимизацией времени недоступности сервиса .
3.3.1. Постановка задачи исследования
3.3.2. Сущность метода
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПО ОЦЕНКЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КЛАСТЕРА КОМПЬЮТЕРОВ В ЦЕНТРАХ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ НА ПРИМЕРЕ СИСТЕМЫ VI
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. СИСТЕМА VI
П. 1.1. Общие сведения о системе
П. 1.2. Виртуальные выделенные серверы Vi
П. 1.3. Vi .
П. 1.4. Безопасность в Vi
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПРОЕКТЫ В ОБЛАСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СРЕД
П.2.1. Эмуляторы ДОС
П.2.2. Проекты виртуальных машин .
П. 2.3. Полные эмуляторы . .
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Чаще всего подобные сервисы удается обеспечить в центрах данных, поскольку выделенные и надежные линии доступа в Интернет, избыточное электропитание, охлаждение, защита от пожара и физических воздействий требуют достаточно больших капиталовложений и специализации в этом бизнесе. Чаще всего такие компании предоставляют услуги, так называемого, вебпо
размещению ресурсов в глобальной сети возможности использования вебсервера провайдера со своим контентом. Традиционно компаниивебхосгеры предоставляют возможность использовать их собственный вебсервер без каких либо модификаций в том виде, в каком он установлен. Отдельной проблемой является запуск так называемых скриптов исполняемых так называемых I файлов, обычно написанных на какомлибо интерпретируемом языке например, типа , которые должны быть выполнены на сервере с аргументами, получаемыми из запросов пользователей. Обычно такие скрипты используют для динамической генерации содержимого вебстраниц серверов. По статистике уже давно большинство активных серверов практически все страницы генерируют на лету с помощью подобной техники. О


Ш

о
Л
со ч С

1

к
Е
ч 1Л
Рис. Вместе с тем существует множество проблем, которые возникают при использовании подобного рода приложений. К ним относятся проблемы с версиями используемых для работы интерпретаторов, проблемы с версией самого вебсервера, проблемы в конфигурации вебсервера, проблемы некорректно написанных приложений, вызывающих отказ в работе сервера, а также проблемы с безопасностью и возможностью получения несанкционированного доступа к данным других пользователей. Указанные, а также многие другие проблемы возникают в силу того, что в подобной схеме пользователь получает доступ к общему серверу, который
он нс может модифицировать под свои потребности см. Рис. Скрипты в этом случае запускаются в общем для всех пользователей адресном пространстве, и любая проблема, возникшая с ними, влияет на всю систему сразу. Вебхостингом не исчерпывается набор запрашиваемых пользователями сервисов. Другим примером общеупотребительных сервисов является сервисы i и почтовых услуг и доступа к файлам. Проблемы, возникающие при предоставлении подобных сервисов, сходны с уже описанными выше проблемами для сервиса. Кроме того, часто возникают потребности у пользователей просто получить доступ к компьютеру, у которого есть подключение к Интернет, например, Г протоколу . Еще одним классом хостингсервисов, потребность в которых все чаще возникает на рынке, являются Поставщики Прикладных Услуг ii vi vi. Они обычно предоставляют совместный доступ к разделяемому приложению например, базе данных установленному и поддерживаемому администратором поставщика. Доступ пользователей ограничен исключительно доступом только к базе данных. Доступ к приложениям например, офисные пакеты в этом случае практически невозможен, поскольку они предполагают при установке, что на машине есть только один пользователь. Отдельно возникает еще и проблема с обеспечением безопасного доступа к данным. Тем нс менее, сегодня практически ни одна компания таких возможностей не предоставляет. Имеющиеся сервисы обычно ограничены или конкретно iсерверами или предлагают осуществить самостоятельную установку выделенной машины, администрирование которой ложится на плечи пользователя. Для предоставления собственного удаленного компьютера потенциально могут быть использованы приложенияэмуляторы операционной системы, появившиеся впервые в системном программном обеспечении фирмы I 0. При их использовании пользователь получает в распоряжение полноразмерный компьютер с эмулируемым аппаратным обеспечением, на которое может установить свою собственную версию операционной системы. Существенной проблемой подобного рода реализации является высокий уровень требований к аппаратному и программному обеспечению подобных решений, который и определяет их чрезвычайно высокую цену. Такого рода решения характерны для компаний, способных содержать штат высококвалифицированного персонала и высокую входную плату при начальной установке системы. Аналогичные системы, реализованные на базе много более дешевой архитектуре I совместимых компьютеров, до последнего времени нс обладали требуемыми свойствами.