Метод синтезу топологій для підвищення відмовостійкості розподілених систем

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorЛуцький, Георгій Михайлович
dc.contributor.authorГончаренко, Олександр Олексійович
dc.date.accessioned2021-06-08T13:09:06Z
dc.date.available2021-06-08T13:09:06Z
dc.date.issued2021-05
dc.description.abstractenUrgency. Modern multicomputers and clrsters has a lot of nodes. This leads to a large number of potential failure points. Under such conditions, it is almost impossible to stop the cluster and perform troubleshooting. Therefore, the system must work even when one or more of its components have failed. As a result, the task of increasing fault tolerance is urgent. The use of topologies for its solution is one of the most logical approaches, because the structure of communication, on the one hand, determines the vast majority of system properties, and on the other does not require departure from standard technologies used in building distributed systems. The problem is that different system topologies are optimal for different tasks, so it is impossible to create one "ideal" topology. Thus, the synthesis of new topologies is necessary. The problem is that the classical methods of synthesis are universal and do not guarantee the presence of certain characteristics. As a result, it is urgent to develop modified synthesis methods to obtain topologies with the required characteristics. Thus, based on the above, the development of a method of synthesis of topologies to increase the fault tolerance of distributed systems is urgent The purpose and objectives of the study. The purpose of the masters research is to increase fault tolerance of distributed systems bu using excessity of synthesed topologies. To achieve this, the following tasks are set and solved: • research of classical methods of synthesis and standard approaches to ensuring fault tolerance; • formulation of the idea of ensuring fault tolerance through the use of excess codes in the numbering of nodes, study of codes and methods of obtaining them, review of the synthesis using them and analysis of the use of excessity to improve fault tolerance; • development of software for the synthesis of graphs according to certain rules using different nodes coding systems for the experimental study of the proposed method; • development of a theoretical model of the dependence of the initial characteristics on the selected synthesis parameters, collection of experimental data for classical and modified synthesis variants and analysis of the obtained results. Object of the study - methods of synthesis of topologies based on excess codes. Subject of study - characteristics of topologies obtained as a result of applying the proposed method; Research methods. Methods of graph theory, theory of number systems and theory of computer systems, as well as simulation modeling are used to achieve the set tasks. Science Novelty is as follows: • proposed and explored new ways to build structural organizations that differ from existing ones by using excess coding and allow to provide an excess of nodes in the synthesized topologies and additional routes between nodes, which can be used to increase the fault tolerance of systems; • a new approach to node coding is proposed, which differs from the existing ones by the use of excessity and multilevel, and allows to divide the excess graph into several subgraphs with different end nodes, which can be used to increase fault tolerance and efficiency; • a new approach to ensuring the interaction of elements is proposed, which differs from the existing ones by using excess codes in coding nodes and allows to increase fault tolerance and efficiency of interprocessor interaction. Personal contribution of the applicant. The master's research is a self-performed work, which reflects the personal author's approach and personally obtained results related to the problem of increasing the failure of distributed systems. The formulation of the purpose and objectives of the study was carried out jointly with the supervisor. Approbation of the theses and publications. Based on the materials of this master's dissertation, 7 scientific papers have been published in various publications. Of these, 3 are included in Scopus, 2 have category B. Practical value. The obtained results can be used in the following areas: • design of fault-tolerant distributed systems; • development of methods to increase the fault tolerance of distributed systems; • development of methods for the synthesis of topologies with certain characteristics;uk
dc.description.abstractukРобота 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;uk
dc.format.page161 с.uk
dc.identifier.citationГончаренко, О. О. Метод синтезу топологій для підвищення відмовостійкості розподілених систем : магістерська дис. : 123 Комп’ютерна інженерія / Гончаренко Олександр Олексійович. – Київ, 2021. – 161 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/41401
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.subjectтопологіяuk
dc.subjectнадлишковий кодuk
dc.subjectвідмовостійкістьuk
dc.subjectрозподілені системиuk
dc.subjectTopologyuk
dc.subjectDistributed systemsuk
dc.subjectExcess codeuk
dc.subjectFault toleranceuk
dc.subject.udc004uk
dc.titleМетод синтезу топологій для підвищення відмовостійкості розподілених системuk
dc.typeMaster Thesisuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
Honcharenko_magistr.docx
Розмір:
694.85 KB
Формат:
Microsoft Word XML
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ОТ)
Магістерські роботи