Програмно-апаратна організація GRID-систем на основі технології віртуальних мереж
DSpace at NTB NTUU KPI
Переглянути архів Інформація| Поле | Співвідношення | |
| Title |
Програмно-апаратна організація GRID-систем на основі технології віртуальних мереж
|
|
| Creator |
Кулаков, Олексій Юрійович
|
|
| Description |
Дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 – комп'ютерні системи та компоненти. Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", м. Київ, 2010р. Дисертаційну роботу присвячено розробці програмно-апаратних засобів побудови GRID-cистем на основі технології віртуальних мереж. Проведено аналіз факторів, яки впливають на ефективність функціонування GRID-cистеми. Запропоновано спосіб формування структури GRID-cистеми, що складається з множини зв'язаних між собою віртуальних приватних GRID-cистем. Запропоновано алгоритм формування структури віртуальної приватної GRID-cистеми у вигляді мінімального покриваючого дерева. Розроблено спосіб організації розподіленої системи управління GRID-cистемою на основі агентної технології, що забезпечує мінімальний обсяг службового трафіку в процесі функціонування GRID-системи. Розроблено VDHC сервер, що забезпечує функціонування GRID-системи та здійснює розподіл завдань по віртуальним приватним GRID-системам. Запропоновано спосіб організації GRID-систем на базі мереж MPLS. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.05 – компьютерные системы и компоненты. Националь-ный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", г. Киев, 2010 г. Диссертационная работа посвящена разработке программно-аппаратных средств построения GRID-систем на основе технологии виртуальных сетей. Проведен анализ способов и средств программно-аппаратной организации GRID-систем с целью выявления факторов, оказывающих существенное вли яниена эффективность ее функционирования. Виртуальная GRID-система представляется в виде множества виртуальных частных сетей и сервера виртуальной GRID-системы, объединенных между собой системой передачи данных. Для этого разработана структура и алгоритмы функционирования сервера виртуальной GRID-системы, которые обеспечивают формирование и поддержку оптимальной структуры виртуальной GRID-системы, а также распределение заданий в ней. Проведен анализ факторов, влияющих на эффективность функциониро-вания GRID-системы. Разработан и исследован метод формирования и поддержки оптимального количества и размера виртуальных проблемно-ориентированных GRID-систем с точки объема управляющего трафика. Проведен анализ влияния структурно-топологических характеристик вир-туальных GRID-систем на объем служебного трафика, необходимого для ее ор-ганизации и функционирования. Впервые на основе анализа влияния динамики изменения метрических характеристик топологической организации GRID-системы получены аналитические зависимости временной сложности реконфигурации виртуальных соединений, на основании которых разработан метод оп-ределения местоположения интеллектуальных агентов в GRID-системе, обес-печивающий минимальный объем служебного трафика при реконфигурации виртуальных GRID-систем. Предложено и обоснованно использование критерия плотности сетевого окружения для определения местоположения агентов виртуальных частных GRID-систем, который позволяет уменьшить объем слу-жебного трафика в GRID-системах. С помощью моделирования в среде OPNET проведен анализ характера изменения служебного трафика при различном выборе месторасположения агента управления виртуальной GRID-системы. Представлены результаты моделиро-вания загрузки всей GRID-системы служебным трафиком при выборе агента управления на основании значения плотности сетевого окружения, и на основании степени узлов. Разработан алгоритм формирования минимального покрывающего дерева, ориентированный на динамические среды, в частности на вычислительную среду GRID-систем. По аналогии с алгоритмом Крускала на начальном этапе граф вычислительной среды GRID-системы рассматривается, как остовной лес, в котором каждая вершина является корнем дерева. В процессе работы алгоритма вершины постепенно объединяются в деревья, в результате чегоформируется одно покрывающее дерево. Данный алгоритм положен в основу процедуры формирования структуры виртуальной частной GRID-системы. Предложен и обоснован способ динамической реконфигурации GRID-системы, который за счет оптимизации структуры виртуальных частных GRID-систем позволяет снизить объем служебного трафика в GRID-системе. Предложен и разработан способ организации распределенной системы управления GRID-системой, обеспечивающий минимальный объем служебного трафика в процессе функционирования GRID-системы. Предложен и обоснован способ определения оптимального количества виртуальных частных GRID-систем с точки зрения объема служебной информации, необходимого для организации функционирования GRID-системы. Усовершенствован метод формирования системы управления GRID-систем, который за счет использования системы интеллектуальных агентов позволяет оперативно реагировать на смену параметров GRID-системы, которые, в свою очередь, создают предпосылки для повышения качества обслуживания задач пользователя. Каждая из виртуальных частных сетей состоит из нескольких хостов и Нome-хоста. К программным средствам хостов относятся агенты хостов, которые осуществляют формирование структуры виртуальных частных сетей и агент Нome-хоста, отслеживающий топологию своей виртуальной частной сетей. Разработан способ группового планирования задач в DESKTOP GRID-системах, позволяющий увеличить производительность GRID-системы в среднем на 10–15%. Планировщик группирует ресурсы по общим характеристикам, это позволяет применять разные механизмы для планирования в каждой VPG. В диссертационной работе предложен способ организация GRID-систем на базе сетей MPLS. Взаимодействие узлов GRID-системы с сетью MPLS осуществляется через граничные маршрутизаторы CE GRID-системы. В качестве CE рассматривается узел GRID-системы, подключенный к ближайшему граничному маршрутизатору РЕ сети MPLS. Предложен способ организация GRID-систем на базе сетей MPLS. В данном случае задача формирования VPG сводится к задаче построения минимального покрывающего дерева на графе G(V, E, W), вершины которого отождествляются с узлами GRID-системы, граничными и внутренними маршрутизаторами сети MPLS. Dissertation for the scientific degree of Candidate of Technical Sciences on specialty 05.13.05 – computer systems and components. National Technical University of Ukraine “Kyiv Politechnic Institute”, Kyiv, 2010. The thesis is devoted to the development of software-hardware organization of GRID-systems based on virtual networks technology. The analysis of factors which affecting the performance of the GRID-system is conducted. The method of creation the structure of GRID-system which consists of a set of interconnected virtual private GRID-Systems is proposed. The algorithm for structure creation of virtual private GRID-system in the form of a minimum spanning tree is shown. A method of organizing a distributed control of GRID-system based on agent technology which provide the minimum amount of service traffic in the operation of GRID-system is developed. VDHC server which control operating of GRID-system and allocates tasks to a virtual private GRID-systems is designed. A method for organizing GRID-systems based on MPLS networks is proposed. |
|
| Publisher |
НТУУ "КПІ"
|
|
| Date |
2010-12-15T15:13:52Z
2010-12-15T15:13:52Z 2010 |
|
| Type |
Thesis
|
|
| Identifier |
http://library.kpi.ua:8080/handle/123456789/654
|
|
| Language |
uk
|
|