Метод синтезу топологій для підвищення відмовостійкості розподілених систем
Ескіз недоступний
Дата
2021-05
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Робота містить вступ та чотири розділи. Загальний обсяг: 129 аркушів основного тексту, 12 іллюстрацій, 17 таблиць, 5 формул. При підготовці використовувалась література з 28 різних джерел.
Актуальність. Сучасні мультикомп’ютери та кластери мають надзвичайно велику кількість вузлів. Це призводить до великої кількості потенційних точок відмов. В таких умовах майже неможливо зупинити роботу кластеру та виконати усунення несправності. А отже, система має працювати навіть в умовах, коли один або кілька її вузлів вийшли з ладу. Як наслідок, задача підвищення відмовостійкості є актуальною.
Використання топологій для її вирішення є одним із найбільш логічних підходів, адже структура комунікаційної, з одного боку, визначає переважну більшість властивостей системи, а з іншого не потребує відходу від стандартних технологій, що використовуються при побудові розподілених систем. Проблемою є те, що для різних задач оптимальними є різні топології системи, а отже, неможливо створити одну «ідеальну» топологію. Таким чином, синтез нових топологій є необхідним. Проблема в тому, що класичні способи синтезу є універсальними і на гарантують наявності тих чи інших характеристик. Як наслідок, актуальною є розробка модифікованих методів синтезу для отримання топологій з необхідними характеристиками.
Таким чином, виходячи із вищесказаного, розробка методу синтезу топологій для підвищення відмовостійкості розподілених систем є актуальною.
Мета та завдання дослідження. Метою магістерської дисертації є підвищення відмовостійкості розподілених систем за рахунок використання надлишковості синтезованих топологій. Для досягнення цього поставлено і вирішено наступні завдання:
• дослідження класичних способів синтезу та типових підходів до забезпечення відмовостійкості;
• формулювання ідеї забезпечення відмовостійкості за рахунок використання надлишкових кодів в ідентифікації вузлів, дослідження кодів та способів їх отримання, огляд синтезу з іх використанням та аналіз використання надлишковості для підвищення відмовостійкості;
• розробка програмного забезпечення для синтезу графів за певними правилами з використанням різних систем ідентифікації вершин з метою експериментального дослідження запропонованого методу;
• розробка теоретичної моделі залежності вихідних характеристик від обраних параметрів синтезу, збір експериментальних даних для класичного та модифікованого варіантів синтезу та аналіз отриманих результатів.
Об’єкти дослідження - способи синтезу топологій на основі надлишкових кодів.
Предмети дослідження - характеристики топологій, отриманих в результаті застосування запропонованого методу;
Методи досліджень.
Для досягнення поставлених задач використано методи теорії графів, теорії систем числення та теорії обчислювальних систем, а також імітаційне моделювання.
Наукова новизна полягає в наступному:
• запропоновано та досліджено нові способи побудови структурних організацій, що відрізняються від існуючих використанням надлишкового кодування та дозволяють забезпечити надлишкову кількість вершин в синтезованих топологіях та надлишкові маршрути між вершинами, що може бути використано для підвищення відмовостійкості систем;
• запропоновано новий підхід до кодування вузлів, що відрізняється від існуючих застосуванням надлишковості представлень та багаторівневості, та дозволяє розділити надлишковий граф на кілька підграфів з різними кінцевими вершинами, що може бути використано для підвищення відмовостійкості та ефективності;
• запропоновано новий підхід до забезпечення взаємодії елементів, що відрізняється від існуючих використанням надлишкових кодів в кодуванні вузлів та дозволяє підвищити відмовостійкість та ефективність міжпроцесорної взаємодії.
Особистий внесок здобувача. Магістерське дослідження є самостійно виконаною роботою, в якій відображено особистий авторський підхід та особисто отримані результати, що стосуються задачі підвищення відмовостйкості розподілених систем. Формулювання мети та завдань дослідження проводилось спільно з науковим керівником.
Апробація дисертації та публікації. За матеріалами даної магістерської дисертації опубліковано 7 наукових робіт в різних виданнях. З них 3 входять до Scopus, 2 мають категорію Б.
Практична цінність. Отримані результати можуть використовуватися в наступних сферах:
• конструювання відмовостійких розподілених систем;
• розробка методів підвищення відмовостійкості розподілених систем;
• розробка методів синтезу топологій з певними характеристиками;
Опис
Ключові слова
топологія, надлишковий код, відмовостійкість, розподілені системи, Topology, Distributed systems, Excess code, Fault tolerance
Бібліографічний опис
Гончаренко, О. О. Метод синтезу топологій для підвищення відмовостійкості розподілених систем : магістерська дис. : 123 Комп’ютерна інженерія / Гончаренко Олександр Олексійович. – Київ, 2021. – 161 с.