DOI: 10.17586/2226-1494-2019-19-6-1064-1071


УДК 004.75

ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ РЕЗЕРВИРОВАННОГО МЕЖМАШИННОГО ОБМЕНА С УЧЕТОМ ОРГАНИЗАЦИИ ОЧЕРЕДЕЙ НА ДОСТУП К АГРЕГИРОВАННЫМ КАНАЛАМ

Богатырев В.А., Сластихин И.А., Жданов Д.Д., Смолин А.А.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования:
Богатырев В.А., Сластихин И.А., Жданов Д.Д., Смолин А.А. Имитационная модель резервированного межмашинного обмена с учетом организации очередей на доступ к агрегированным каналам // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2019. Т. 19. № 6. С. 1064–1071. doi: 10.17586/2226-1494-2019-19-6-1064-1071


Аннотация
Предмет исследования. Представлены результаты исследования компьютерных систем при организации обмена через резервированные каналы с целью анализа возможностей повышения, надежности и своевременности взаимодействия компьютерных систем в результате резервированных передач через агрегированные каналы с учетом вариантов реализации в компьютерных узлах распределенных раздельных очередей на доступ к каждому каналу, или обшей очереди на доступ ко всем каналам. Метод. Используемый метод основан на построении имитационных моделей рассматриваемых вариантов резервированного обмена через агрегированные каналы. Основные результаты. Показана эффективность резервированного обмена с учетом организации в узлах распределенных очередей на доступ к агрегированным каналам. Для первого варианта резервированного обмена в каждом компьютерном узле организованы раздельные очереди на доступ к каждому каналу. Поступающий запрос копируется k раз (в зависимости от критичности к времени ожидания), и каждая копия помещается в одну из очередей. Для второго варианта в каждом компьютерном узле организована одна общая очередь ко всем каналам, в которую заносится каждый поступающий пакет (запрос на его передачу). При выдаче запроса из общей очереди формируется k копий передаваемого пакета, каждая из которых передается через один из n каналов по мере предоставления узлу полномочий доступа к нему. Особенность резервированного обслуживания заключается в формировании для каждого запроса k его копий, выдаваемых на обслуживание в разные каналы. Обслуживание считается успешно завершенным, если за заданное время безошибочно выполняется хотя бы одна из k создаваемых копий запроса (пакета). Показано существование оптимальной кратности резервирования передаваемых копий пакетов, определена область эффективности резервированного межмашинного обмена. Практическая значимость. Результаты могут быть использованы при проектировании высоконадежных компьютерных систем, в том числе реального времени.

Ключевые слова: надежность, своевременность, очередь, резервирование передач, агрегированные каналы, критичность к времени ожи- дания, кратности резервирования, область эффективности, имитационное моделирование

Список литературы
  1. Kopetz H. Real-time systems: Design principles for distributed embedded applications. springer, 2011. 396 p. doi: 10.1007/978-1-4419-8237-7
  2. Sorin D.J. Fault tolerant computer architecture. Morgan & Claypool, 2009. 103 p. doi: 10.2200/S00192ED1V01Y200904CAC005
  3. Shooman M.L. Reliability of computer systems and networks: Fault tolerance, analysis, and design. John Wiley & Sons, 2002. 527 p. doi: 10.1002/047122460X
  4. Utkin L.V., Coolen F.P.A. A Robust weighted SVR-based software reliability growth model // Reliability Engineering & System Safety. 2018. V. 176. P. 93–101. doi: 10.1016/j.ress.2018.04.007
  5. ПоловкоА.М., Гуров С.В. Основы теории надежности.СПб.: БХВ-Петербург,2006.702 с.
  6. Шубинский И.Б. Надежные отказоустойчивые информационные системы. Методы синтеза. Ульяновск: Областная типография «Печатный двор», 2016. 544 с.
  7. Zhmylev S., Martynchuk I., Kireev V., Aliev T. Analytical methods of nonstationary processes modeling // CEUR Workshop Proceedings. 2019. V. 2344.
  8. 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
  9. Татарникова Т.М., Елизаров М.А. Имитационная модель виртуального канала // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2016. Т. 16. № 6. С. 1120–1127. doi: 10.17586/2226-1494-2016-16-6-1120-1127
  10. Кутузов О.И., Татарникова Т.М. К оцениванию и сопоставлению очередей классических и фрактальных систем массового обслуживания // Информационно-управляющие системы. 2016.№ 2. С. 48–55.doi: 10.15217/issn1684-8853.2016.2.48
  11. 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
  12. Богатырев В.А. Оптимальное резервирование системы разнородных серверов // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2007. № 12. С. 30–36.
  13. Богатырев В.А. Комбинаторно-вероятностная оценка надежности и отказоустойчивости кластерных систем // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика.2006. № 6. С. 21–26.
  14. Богатырев В.А., Богатырев С.В. Объединение резервированных серверов в кластеры высоконадежной компьютерной системы // Информационные технологии. 2009. № 6. С. 41–47.
  15. Gunnar A., Johansson M. Robust load balancing under traffic uncertainty-tractable models and efficient algorithms // Telecommunication Systems. 2011. V. 48. N 1-2. P. 93–107. doi: 10.1007/s11235-010-9336-9
  16. Banner R., Orda A. Multipath routing algorithms for congestion minimization, CCIT Report No. 429. Department of electrical engineering, Technion, Haifa, Israel, 2004. [Электронныйресурс]. URL: http://www.ee.technion.ac.il/people/ron/Congestion.pdf., Яз. англ. (дата обращения: 27.09.2019).
  17. Kabatiansky G., Krouk E., Semenov S. Error correcting coding and security for data networks. Analysis of the superchannel concоept. Wiley, 2005. 288 р. doi: 10.1002/0470867574
  18. Krouk E., SemenovS. Application of coding at the network transport level to decrease the message delay // Proc. 3rd InternationalSymposiumon Communication Systems Networks and Digital Signal Processing. Staffordshire University, UK.2002. P. 109–112.
  19. Kleinrock L. Queueing systems: Volume I. – Theory. New York: Wiley Interscience, 1975. 417 p.
  20. Kleinrock L. Queueing systems: Volume II – Computer applications. New York: Wiley Interscience, 1976. 576 p.
  21. Dudin A.N., Sun’ B. A multiserver MAP/PH/N system with controlled broadcasting by unreliable servers // Automatic Control and Computer Sciences. 2009. N 5. P. 247–256. doi: 10.3103/S0146411609050046
  22. Dudin A.N., Sung V. Unreliable multi-server system with controllable broadcasting service // Automation and Remote Control. 2009. V. 70. N 12. P. 2073–2084. doi: 10.1134/S0005117909120145
  23. Lee M.H., Dudin A.N., Klimenok V.I. The SM/M/N queueing system with broadcasting service // Mathematical Problems in Engineering. 2006. V. 2006. P. 98171. doi: 10.1155/MPE/2006/98171
  24. 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.doi: 10.14489/vkit.2017.01.pp.021-028
  25. Богатырев В.А., Богатырев А.В. Модель резервированного обслуживания запросов реального времени в компьютерном кластере // Информационные технологии. 2016. Т. 22. № 5. С. 348–355.


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2019 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика