МНОГОЭТАПНОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ЗАПРОСОВ КРИТИЧНЫХ К ЗАДЕРЖКАМ ОЖИДАНИЯ В МНОГОУРОВНЕВЫХ СИСТЕМАХ

 Предмет исследования. Проведен анализ эффективности резервированного обслуживания запросов, критичных к времени их суммарного поэтапного ожидания, в очередях узлов многоуровневого кластера. Выполнен поиск проектных решений по организации многоэтапного резервированного обслуживания копий запросов в многоуровневом кластере, позволяющей повысить вероятность своевременного обслуживания запросов, критичных к суммарному времени ожидания на всех уровнях (этапов обслуживания) системы. Метод исследования. Построены модели многоэтапного резервированного обслуживания копий запросов в многоуровневом кластере. Эффективность резервирования оценивается по вероятности непревышения суммарного поэтапного времени ожидания в очередях узлов всех уровней заданного предельного допустимого времени. Проведен выбор наилучших вариантов организации резервированного обслуживания запросов, при этом запрос считается выполненным успешно, если хотя бы для одной безошибочно выполненной его копии суммарное время этапов ожидания в очередях узлов всех уровней кластера не превосходит предельно допустимое значение ожидания. Полученные результаты. Выполненные на основе расчетов эксперименты с использованием предложенных моделей позволили на примере трехуровневого кластера установить зависимости вероятности непревышения допустимого времени суммарного поэтапного ожидания запроса от интенсивности запросов, кратности резервирования и значения предельно допустимого суммарного времени ожидания запросов в очередях узлов всех уровней кластера. Показано существование области эффективного резервированного обслуживания запросов в многоуровневых кластерах и оптимальной кратности резервирования копий запросов в зависимости от загрузки системы и ограничений на допустимое суммарное время поэтапного ожидания в очередях узлов кластеров всех уровней. Практическая значимость. Предложенные модели могут быть использованы при оценке надежности и своевременности резервированных процессов обслуживания, критичных к ожиданию запросов, а также при обосновании выбора дисциплин и параметров обслуживания в многоуровневых компьютерных системах, в том числе реального времени.

1. Sorin D.J. Fault Tolerant Computer Architecture. Morgan & Claypool, 2009. 103 p.
2. Koren I., Krishna C.M. Fault Tolerant Systems. San Francisco: Morgan Kaufmann Publishers, 2009. 378 p.
3. Перегуда А.И., Тимашов Д.А. Математическая модель надежности локальной вычислительной сети // Информационные технологии. 2008. № 10. С. 7–15.
4. Новиков С.Н. Методология защиты пользовательской информации на основе технологий сетевого уровня мультисервисных сетей связи / под ред. В.П. Шувалова. М.: Горячая линия - Телеком, 2015. 128 с.
5. Советов Б.Я., Колбанёв М.О., Татарникова Т.М. Технологии инфокоммуникации и их роль в обеспечении информационной безопасности // Геополитика и безопасность. 2014. №1(25). С. 69–77.
6. Верзун Н.А., Колбанев М.О., Татарникова Т.М. Технологическая платформа четвертой промышленной революции // Геополитика и безопасность. 2016. № 2 (34). С. 73–78.
7. Aliev T.I. The synthesis of service discipline in systems with limits // Communications in Computer and Information Science. 2016. V. 601. P. 151–156. doi: 10.1007/978-3-319-30843-2_16
8. Aliev T.I., Rebezova M.I., Russ A.A. Statistical methods for monitoring travel agencies // Automatic Control and Computer Sciences. 2015. V. 49. N 6. P. 321–327. doi: 10.3103/S0146411615060024
9. Aleksanin S.A., Zharinov I.O., Korobeynikov A.G., Perezyabov O.A., Zharinov O.O Evaluation of chromaticity coordinate shifts for visually perceived image in terms of exposure to external illuminance // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2015. V. 10. N 17. P. 7494–7501.
10. Bogatyrev V.A. Protocols for dynamic distribution of requests through a bus with variablelogic ring for reception authority transfer // Automatic Control and Computer Sciences. V. 33. N 1. P. 57–63.
11. Korobeynikov A.G., Fedosovsky M.E., Maltseva N.K., Baranova O.V., Zharinov I.O., Gurjanov A.V., Zharinov O.O. Use of information technologies in design and production activities of instrument-making plants // Indian Journal of Science and Technology. 2016. V. 9. N 44. doi: 10.17485/ijst/2016/v9i44/104708
12. Вишневский В.М. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей. М.: Техносфера, 2003. 512 c.
13. Богатырев В.А., Богатырев А.В. Функциональная надежность систем реального времени // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 4 (86). С. 150–151.
14. Богатырев В.А., Богатырев А.В., Богатырев С.В. Оценка своевременности выполнения критических запросов в двухуровневых кластерах // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2014. № 2 (90). С. 177–179.
15. Bogatyrev V.A., Bogatyrev A.V. Functional reliability of a real-time redundant computational process in cluster architecture systems // Automatic Control and Computer Sciences. 2015. V. 49. N 1. P. 46–56. doi: 10.3103/S0146411615010022
16. Dudin A.N., Sun' B. A multiserver MAP/PH/N system with controlled broadcasting by unreliable servers // Automatic Control and Computer Sciences. 2009. V. 43. N 5. P. 247–256. doi: 10.3103/S0146411609050046
17. 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
18. Богатырев В.А., Богатырев А.В. Модель резервированного обслуживания запросов реального времени в компьютерном кластере // Информационные технологии. 2016. Т. 22. № 5. С. 348–355.
19. Богатырев В.А., Богатырев А.В. Надежность функционирования кластерных систем реального времени с фрагментацией и резервированным обслуживанием запросов // Информационные технологии. 2016. Т. 22. № 6. С. 409–416.
20. Богатырев В.А., Богатырев С.В. Резервированное обслуживание в кластерах с уничтожением неактуальных запросов // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2017. № 1(151). С. 21–28.
21. Богатырев В.А., Богатырев С.В. Эффективность резервирования и фрагментации пакетов при передаче по агрегированным каналам // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2017. Т. 60. № 2. С. 165–170. doi: 10.17586/0021-3454-2017-60-2-165-170
22. 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
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
24. 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
 

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License