Програмно-апаратна організація GRID-систем на основі технології віртуальних мереж
Ескіз недоступний
Дата
2010
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 – комп'ютерні системи та компоненти. Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", м. Київ, 2010р.
Дисертаційну роботу присвячено розробці програмно-апаратних засобів побудови GRID-cистем на основі технології віртуальних мереж. Проведено аналіз факторів, яки впливають на ефективність функціонування GRID-cистеми. Запропоновано спосіб формування структури GRID-cистеми, що складається з множини зв'язаних між собою віртуальних приватних GRID-cистем. Запропоновано алгоритм формування структури віртуальної приватної GRID-cистеми у вигляді мінімального покриваючого дерева. Розроблено спосіб організації розподіленої системи управління GRID-cистемою на основі агентної технології, що забезпечує мінімальний обсяг службового трафіку в процесі функціонування GRID-системи. Розроблено VDHC сервер, що забезпечує функціонування GRID-системи та здійснює розподіл завдань по віртуальним приватним GRID-системам. Запропоновано спосіб організації GRID-систем на базі мереж MPLS.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.05 – компьютерные системы и компоненты. Националь-ный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", г. Киев, 2010 г. Диссертационная работа посвящена разработке программно-аппаратных средств построения GRID-систем на основе технологии виртуальных сетей. Проведен анализ способов и средств программно-аппаратной организации GRID-систем с целью выявления факторов, оказывающих существенное вли яниена эффективность ее функционирования. Виртуальная GRID-система представляется в виде множества виртуальных частных сетей и сервера виртуальной GRID-системы, объединенных между собой системой передачи данных. Для этого разработана структура и алгоритмы функционирования сервера виртуальной GRID-системы, которые обеспечивают формирование и поддержку оптимальной структуры виртуальной GRID-системы, а также распределение заданий в ней. Проведен анализ факторов, влияющих на эффективность функциониро-вания GRID-системы. Разработан и исследован метод формирования и поддержки оптимального количества и размера виртуальных проблемно-ориентированных GRID-систем с точки объема управляющего трафика. Проведен анализ влияния структурно-топологических характеристик вир-туальных GRID-систем на объем служебного трафика, необходимого для ее ор-ганизации и функционирования. Впервые на основе анализа влияния динамики изменения метрических характеристик топологической организации GRID-системы получены аналитические зависимости временной сложности реконфигурации виртуальных соединений, на основании которых разработан метод оп-ределения местоположения интеллектуальных агентов в GRID-системе, обес-печивающий минимальный объем служебного трафика при реконфигурации виртуальных GRID-систем. Предложено и обоснованно использование критерия плотности сетевого окружения для определения местоположения агентов виртуальных частных GRID-систем, который позволяет уменьшить объем слу-жебного трафика в GRID-системах. С помощью моделирования в среде OPNET проведен анализ характера изменения служебного трафика при различном выборе месторасположения агента управления виртуальной GRID-системы. Представлены результаты моделиро-вания загрузки всей GRID-системы служебным трафиком при выборе агента управления на основании значения плотности сетевого окружения, и на основании степени узлов. Разработан алгоритм формирования минимального покрывающего дерева, ориентированный на динамические среды, в частности на вычислительную среду GRID-систем. По аналогии с алгоритмом Крускала на начальном этапе граф вычислительной среды GRID-системы рассматривается, как остовной лес, в котором каждая вершина является корнем дерева. В процессе работы алгоритма вершины постепенно объединяются в деревья, в результате чегоформируется одно покрывающее дерево. Данный алгоритм положен в основу процедуры формирования структуры виртуальной частной GRID-системы. Предложен и обоснован способ динамической реконфигурации GRID-системы, который за счет оптимизации структуры виртуальных частных GRID-систем позволяет снизить объем служебного трафика в GRID-системе. Предложен и разработан способ организации распределенной системы управления GRID-системой, обеспечивающий минимальный объем служебного трафика в процессе функционирования GRID-системы. Предложен и обоснован способ определения оптимального количества виртуальных частных GRID-систем с точки зрения объема служебной информации, необходимого для организации функционирования GRID-системы. Усовершенствован метод формирования системы управления GRID-систем, который за счет использования системы интеллектуальных агентов позволяет оперативно реагировать на смену параметров GRID-системы, которые, в свою очередь, создают предпосылки для повышения качества обслуживания задач пользователя. Каждая из виртуальных частных сетей состоит из нескольких хостов и Нome-хоста. К программным средствам хостов относятся агенты хостов, которые осуществляют формирование структуры виртуальных частных сетей и агент Нome-хоста, отслеживающий топологию своей виртуальной частной сетей. Разработан способ группового планирования задач в DESKTOP GRID-системах, позволяющий увеличить производительность GRID-системы в среднем на 10–15%. Планировщик группирует ресурсы по общим характеристикам, это позволяет применять разные механизмы для планирования в каждой VPG. В диссертационной работе предложен способ организация GRID-систем на базе сетей MPLS. Взаимодействие узлов GRID-системы с сетью MPLS осуществляется через граничные маршрутизаторы CE GRID-системы. В качестве CE рассматривается узел GRID-системы, подключенный к ближайшему граничному маршрутизатору РЕ сети MPLS. Предложен способ организация GRID-систем на базе сетей MPLS. В данном случае задача формирования VPG сводится к задаче построения минимального покрывающего дерева на графе G(V, E, W), вершины которого отождествляются с узлами GRID-системы, граничными и внутренними маршрутизаторами сети MPLS.
Dissertation for the scientific degree of Candidate of Technical Sciences on specialty 05.13.05 – computer systems and components. National Technical University of Ukraine “Kyiv Politechnic Institute”, Kyiv, 2010. The thesis is devoted to the development of software-hardware organization of GRID-systems based on virtual networks technology. The analysis of factors which affecting the performance of the GRID-system is conducted. The method of creation the structure of GRID-system which consists of a set of interconnected virtual private GRID-Systems is proposed. The algorithm for structure creation of virtual private GRID-system in the form of a minimum spanning tree is shown. A method of organizing a distributed control of GRID-system based on agent technology which provide the minimum amount of service traffic in the operation of GRID-system is developed. VDHC server which control operating of GRID-system and allocates tasks to a virtual private GRID-systems is designed. A method for organizing GRID-systems based on MPLS networks is proposed.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.05 – компьютерные системы и компоненты. Националь-ный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", г. Киев, 2010 г. Диссертационная работа посвящена разработке программно-аппаратных средств построения GRID-систем на основе технологии виртуальных сетей. Проведен анализ способов и средств программно-аппаратной организации GRID-систем с целью выявления факторов, оказывающих существенное вли яниена эффективность ее функционирования. Виртуальная GRID-система представляется в виде множества виртуальных частных сетей и сервера виртуальной GRID-системы, объединенных между собой системой передачи данных. Для этого разработана структура и алгоритмы функционирования сервера виртуальной GRID-системы, которые обеспечивают формирование и поддержку оптимальной структуры виртуальной GRID-системы, а также распределение заданий в ней. Проведен анализ факторов, влияющих на эффективность функциониро-вания GRID-системы. Разработан и исследован метод формирования и поддержки оптимального количества и размера виртуальных проблемно-ориентированных GRID-систем с точки объема управляющего трафика. Проведен анализ влияния структурно-топологических характеристик вир-туальных GRID-систем на объем служебного трафика, необходимого для ее ор-ганизации и функционирования. Впервые на основе анализа влияния динамики изменения метрических характеристик топологической организации GRID-системы получены аналитические зависимости временной сложности реконфигурации виртуальных соединений, на основании которых разработан метод оп-ределения местоположения интеллектуальных агентов в GRID-системе, обес-печивающий минимальный объем служебного трафика при реконфигурации виртуальных GRID-систем. Предложено и обоснованно использование критерия плотности сетевого окружения для определения местоположения агентов виртуальных частных GRID-систем, который позволяет уменьшить объем слу-жебного трафика в GRID-системах. С помощью моделирования в среде OPNET проведен анализ характера изменения служебного трафика при различном выборе месторасположения агента управления виртуальной GRID-системы. Представлены результаты моделиро-вания загрузки всей GRID-системы служебным трафиком при выборе агента управления на основании значения плотности сетевого окружения, и на основании степени узлов. Разработан алгоритм формирования минимального покрывающего дерева, ориентированный на динамические среды, в частности на вычислительную среду GRID-систем. По аналогии с алгоритмом Крускала на начальном этапе граф вычислительной среды GRID-системы рассматривается, как остовной лес, в котором каждая вершина является корнем дерева. В процессе работы алгоритма вершины постепенно объединяются в деревья, в результате чегоформируется одно покрывающее дерево. Данный алгоритм положен в основу процедуры формирования структуры виртуальной частной GRID-системы. Предложен и обоснован способ динамической реконфигурации GRID-системы, который за счет оптимизации структуры виртуальных частных GRID-систем позволяет снизить объем служебного трафика в GRID-системе. Предложен и разработан способ организации распределенной системы управления GRID-системой, обеспечивающий минимальный объем служебного трафика в процессе функционирования GRID-системы. Предложен и обоснован способ определения оптимального количества виртуальных частных GRID-систем с точки зрения объема служебной информации, необходимого для организации функционирования GRID-системы. Усовершенствован метод формирования системы управления GRID-систем, который за счет использования системы интеллектуальных агентов позволяет оперативно реагировать на смену параметров GRID-системы, которые, в свою очередь, создают предпосылки для повышения качества обслуживания задач пользователя. Каждая из виртуальных частных сетей состоит из нескольких хостов и Нome-хоста. К программным средствам хостов относятся агенты хостов, которые осуществляют формирование структуры виртуальных частных сетей и агент Нome-хоста, отслеживающий топологию своей виртуальной частной сетей. Разработан способ группового планирования задач в DESKTOP GRID-системах, позволяющий увеличить производительность GRID-системы в среднем на 10–15%. Планировщик группирует ресурсы по общим характеристикам, это позволяет применять разные механизмы для планирования в каждой VPG. В диссертационной работе предложен способ организация GRID-систем на базе сетей MPLS. Взаимодействие узлов GRID-системы с сетью MPLS осуществляется через граничные маршрутизаторы CE GRID-системы. В качестве CE рассматривается узел GRID-системы, подключенный к ближайшему граничному маршрутизатору РЕ сети MPLS. Предложен способ организация GRID-систем на базе сетей MPLS. В данном случае задача формирования VPG сводится к задаче построения минимального покрывающего дерева на графе G(V, E, W), вершины которого отождествляются с узлами GRID-системы, граничными и внутренними маршрутизаторами сети MPLS.
Dissertation for the scientific degree of Candidate of Technical Sciences on specialty 05.13.05 – computer systems and components. National Technical University of Ukraine “Kyiv Politechnic Institute”, Kyiv, 2010. The thesis is devoted to the development of software-hardware organization of GRID-systems based on virtual networks technology. The analysis of factors which affecting the performance of the GRID-system is conducted. The method of creation the structure of GRID-system which consists of a set of interconnected virtual private GRID-Systems is proposed. The algorithm for structure creation of virtual private GRID-system in the form of a minimum spanning tree is shown. A method of organizing a distributed control of GRID-system based on agent technology which provide the minimum amount of service traffic in the operation of GRID-system is developed. VDHC server which control operating of GRID-system and allocates tasks to a virtual private GRID-systems is designed. A method for organizing GRID-systems based on MPLS networks is proposed.