DOI: 10.17586/2226-1494-2017-17-5-841-849


УДК004.75

ОРГАНИЗАЦИЯ ИМИТАЦИОННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ С РЕЗЕРВИРОВАННОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ ДАННЫХ



Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования: Ссылка для цитирования: Паршутина С.А. Организация имитационных экспериментов при проектировании распределенных компьютерных систем с резервированной передачей данных // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2017. Т. 17. № 5. С. 841–849. doi: 10.17586/2226-1494-2017-17-5-841-849

Аннотация

 Предмет исследования. Исследованы варианты многопутевого распределения копий запросов (пакетов) через сеть и их резервированного обслуживания серверами кластера. Рассмотренные альтернативы различаются по способу выбора пути следования пакетов в сети с пересекающимися в общих коммутационных узлах маршрутами (статического или динамического) и условию досрочного выхода копий запросов из системы в результате их потерь в каналах связи, возникновения битовых ошибок, переполнения приемо-передающих буферов сетевого и вычислительного оборудования или комбинации этих причин. Методология исследования. Рассматривается зависимость эффективности резервированных передач, определяемой вероятностью безошибочной и своевременной доставки в кластер хотя бы одной из резервных копий, от интенсивности входного потока запросов. На основе описанных вариантов в системе имитационного моделирования AnyLogic7 создается набор имитационных моделей с параметрами, отражающими требования к моделируемой системе. Результаты имитационных экспериментов сохраняются в базе данных Microsoft SQL Server 2008 и после преобразований экспортируются в разработанное в рамках этого исследования программное средство. Основные результаты. Предложена организация имитационных экспериментов с накоплением и обработкой их результатов средствами выбранной системы управления базами данных и последующим применением для анализа получаемых зависимостей сторонних программных приложений, таких как Microsoft Excel или реализованного программного средства для определения области эффективности резервированных передач и автоматизации поиска оптимальной кратности резервирования. Представлены результаты имитационного моделирования, подтверждающие эффективность многопутевого распределения копий запросов. Практическая значимость. Предложенные модели и инструментальные средства позволяют обосновать выбор и оптимизировать проектные решения по повышению надежности функционирования распределенных компьютерных систем с резервированной передачей и обслуживанием запросов.


Ключевые слова: средства поддержки проектирования, имитационное моделирование, многопутевая передача, резервирование, надежность

Список литературы

1. Aysan H. Fault-Tolerance Strategies and Probabilistic Guarantees for Real-Time Systems. Malardalen University, Vasteras, Sweden, 2012. 190 p.
2. Kopetz H. Real-Time Systems: Design Principles for Distributed Embedded Applications. Springer, 2011. 396 p. doi: 10.1007/978-1-4419-8237-7
3. Koren I., Krishna C.M. Fault-Tolerant Systems. San Francisco: Morgan Kaufmann Publishers, 2009. 378 p.
4. Половко А.М., Гуров С.В. Основы теории надежности. СПб.: БХВ-Петербург, 2006. 704 с.
5. Черкесов Г.Н. Надежность аппаратно-программных комплексов. СПб.: Питер, 2005. 479 с.
6. Bogatyrev V.A. An interval signal method of dynamic interrupt handling with load balancing // Automatic Control and Computer Sciences. 2000. V. 34. N 6. P. 51–57.
7. Bogatyrev V.A. Protocols for dynamic distribution of requests through a bus with variable logic ring for reception authority transfer // Automatic Control and Computer Sciences. 1999. V. 33. N 1. P. 57–63.
8. Lee M.H., Dudin A.N., Klimenok V.I. The SM/V/N queueing system with broadcasting service // Mathematical Problem in Engineering. 2006. V. 2006. Art. 98171. doi: 10.1155/MPE/2006/98171
9. Богатырев В.А., Богатырев А.В. Модель резервированного обслуживания запросов реального времени в компьютерном кластере // Информационные технологии. 2016. Т. 22. № 5. С. 348–355.
10. Богатырев А.В., Богатырев В.А. Надежность функционирования кластерных систем реального времени с фрагментацией и резервированным обслуживанием запросов // Информационные технологии. 2016. Т. 22. № 6. С. 409–416.
11. Богатырев В.А., Богатырев С.В. Резервированная передача данных через агрегированные каналы в сети реального времени // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2016. Т. 59. № 9. С. 735–740. doi: 10.17586/0021-3454-2016-59-9-735-740
12. Богатырев В.А., Богатырев А.В., Голубев И.Ю., Богатырев С.В. Оптимизация распределения запросов между кластерами отказоустойчивой вычислительной системы // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 3 (85). С. 77–82.
13. Богатырев В.А., Богатырев С.В. Надежность мультикластерных систем с перераспределением потоков запросов // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2017. Т. 60. № 2. С. 171–177. doi: 10.17586/0021-3454-2017-60-2-171-177
14. Богатырев В.А., Паршутина С.А. Модели многопутевой отказоустойчивой маршрутизации при распределении запросов через сеть // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2015. № 12. С. 23–28.
15. Bogatyrev V.A., Parshutina S.A. . Redundant distribution of requests through the network by transferring them over multiple paths // Communications in Computer and Information Science. 2016. V. 601. P. 199–207. doi: 10.1007/978-3-319-30843-2_21
16. Богатырев В.А., Паршутина С.А. Многопутевое резервированное распределение через сеть критичных к задержкам запросов // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2016. № 10 (148). С. 41–46. doi: 10.14489/vkit.2016.10.pp.041-046
17. Bogatyrev V.A., Parshutina S.A. Efficiency of redundant multipath transmission of requests through the network to destination servers // Communications in Computer and Information Science. 2016. V. 678. P. 290–301. doi: 10.1007/978-3-319-51917-3_26
18. Кутузов О.И., Татарникова Т.М. Инфокоммуникационные сети. Моделирование и оценка вероятностно-временных характеристик. СПб.: ГУАП, 2015. 381 с.
19. Кутузов О.И., Татарникова Т.М. К анализу парадигм имитационного моделирования // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2017. Т. 17. № 3. С. 552–558. doi: 10.17586/2226-1494-2017-17-3-552-558
20. Карпов Ю.Г. Имитационное моделирование систем. Введение в моделирование с AnyLogic 5. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 403 с.
21. Алиев Т.И. Основы моделирования дискретных систем. СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. 363 с.
22. Богатырев В.А., Кармановский Н.С., Попцова Н.А., Паршутина С.А., Воронина Д.А., Богатырев С.В. Имитационная модель поддержки проектирования инфокоммуникационных резервированных систем // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2016. Т. 16. № 5. С. 831–838. doi: 10.17586/2226-1494-2016-16-5-831-838
23. Bogatyrev V.A., Parshutina S.A., Poptcova N.A., Bogatyrev A.V. Efficiency of redundant service with destruction of expired and irrelevant request copies in real-time clusters // Communications in Computer and Information Science. 2016. V. 678. P. 337–348. doi: 10.1007/978-3-319-51917-3_30
 

Информация 2001-2017 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика