دانشگاه شیراز

دانشکده آموزشهای الکترونیکی

پایان‌نامه کارشناسی ارشد در رشته ی مهندسی فناوری اطلاعات(طراحی و تولید نرم افزار)

عنوان:

طراحی و پیاده سازی یک زمانبندِ کار اشکال ­آگاه در سیستم های محاسبات ابری

استاد راهنما:

آقای دکتر فرشاد خون جوش

استادان مشاور:

آقای دکتر غلامحسین دستغیبی فرد

خانم دکتر منیژه کشتگری

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شود

تکه هایی از متن به عنوان نمونه :

فهرست مطالب:

1      مقدمه………………………… 2

2      قابلیت دسترسی بالا……………………….. 9

2-1      مفاهیم پایه قابلیت دسترسی بالا………………………. 9

2-1-1      تعریف قابلیت دسترسی بالا……………………….. 9

2-1-2      مفاهیم و مباحث مرتبط با قابلیت دسترسی بالا……………… 10

2-1-3      معیارهای سنجش قابلیت دسترسی………………………… 12

2-1-4      سطوح قابلیت دسترسی بالا……………………….. 13

2-1-5      توقف برنامه‌ریزی شده و توقف برنامه‌ریزی نشده………. 14

2-1-6      عوامل مؤثر بر میزان دسترسی سیستم……………………….. 16

2-2      دستیابی به قابلیت دسترسی بالا در سیستم‌های کلاستر………….. 16

2-2-1      تعریف نقاط منفرد بروز خرابی………………………… 17

2-2-2      از بین بردن نقاط منفرد بروز خرابی در اجزای سخت‌افزاری…………… 17

2-2-3      از بین بردن نقاط منفرد بروز اشکال در اجزای نرم‌افزاری…………… 23

2-2-4      تشخیص دهندۀ خرابی در کلاسترهای با قابلیت دسترسی بالا……………. 25

2-2-5      معماری کلاسترهای با قابلیت دسترسی بالا……………………….. 26

2-2-6      اتصالات و شبکه کلاستر………………………. 28

2-2-7      مدیریت و نظارت بر کلاستر………………………. 28

2-2-8      تصویر یکپارچه سیستم (SSI)………………………

3     روالهای تحمل‌پذیر اشکال برای رسیدن به قابلیت دسترسی بالا در سیستمهای مبادله پیام…… 36

3-1      پیش زمینه و تعاریف………………………… 38

3-1-1      مدل سیستم……………………….. 38

3-1-2      حالت‌های سیستم یکپارچه………………………. 39

3-1-3      تعامل با دنیای خارج……………………….. 40

3-1-4      پیام در حال گذر………………………. 41

3-1-5      قراردادهای ثبت وقایع……………………….. 42

3-1-6      ذخیره‌ساز پایدار………………………. 43

3-1-7      جمع‌آوری داده‌های زائد……………………….. 44

3-2      بازیافت براساس نقطه مقابله………………………. 44

3-2-1      نقطه مقابله گرفتن به صورت غیرهماهنگ……………… 45

3-2-2      نقطه مقابله گرفتن به صورت هماهنگ………………………….. 48

3-2-3      نقطه مقابله گرفتن بر اساس ارتباطات………………………… 51

3-3      بازیافت بر اساس ثبت وقایع………………………. 54

3-3-1      شرط یکپارچگی بدون پروسه‌های یتیم……………………….. 55

3-3-2      ثبت بدبینانه وقایع……………………….. 56

3-3-3      ثبت خوشبینانه وقایع……………………….. 59

3-3-4      ثبت علّی وقایع……………………….. 61

3-3-5      مقایسه قراردادهای بازیافت…………………………. 63

3-4      مباحث مطرح در پیاده‌سازی……………………….. 63

3-4-1      بررسی………………………… 63

3-4-2      پیاده‌سازی تکنیکهای نقطه مقابله گرفتن………………………… 64

3-4-3      مقایسه قراردادهای نقطه مقابله‌ گرفتن………………………… 66

3-4-4      قراردادهای ارتباطی………………………… 66

3-4-5      بازیافت بر اساس روش ثبت وقایع……………………….. 67

3-4-6      ذخیره‌ساز پایدار……………………….67

3-4-7      دنبال کردن وابستگی………………………… 68

3-4-8      بازیافت…………………………. 69

4     کارهای انجام شده اخیر………………………. 71

4-1      مروری بر روش‌های پیشبینی اشکال……………………….. 72

4-1-1      کلاسه بندی و اشکالهای ریشه آماری……………………….. 72

4-1-2       مدل آماری زمان میان خرابی‌ها……………………… 73

4-1-3      جمع‌آوری و پیش‌پردازش داده‌های مرتبط با خرابی…………. 73

4-2      تکنیک‌های پیش‌بینی اشکال……………………….. 74

4-2-1      حدآستانه مبتنی بر آمار………………………. 74

4-2-2      آنالیز سری‌های زمانی………………………… 75

4-2-3      کلاسه‌بندی مبتنی بر قانون……………………….. 75

4-2-4      مدل‌های شبکه بیزی………………………… 76

4-2-5      مدل‌های پردازش شبه مارکوف………………………… 76

4-3      مطالعات انجام گرفته………………………. 77

5     روش پیشنهادی……………………….. 86

5-1      مدل اشکال……………………….. 86

5-1-1      متوسط زمانی تا خرابی………………………… 89

5-2      مبانی احتمال و پیشبینی……………………….. 91

5-2-1      مفاهیم اولیه………………………. 91

5-2-2      رابطه قانون بیز و احتمال درستی پیش‌بینی………………………… 92

5-3      رابطه الگوریتم پیش‌بینی و مدل اشکال……………………….. 94

5-3-1      تحلیل روابط احتمالی………………………… 94

5-4      مدل پیشنهادی……………………….. 97

5-4-1      ارائه الگوریتم……………………….. 100

5-4-2      مدل مبتنی بر هزینه………………………. 101

5-4-3      اثر پیش‌بینی‌کننده بر روی مدل‌های هزینه………………………. 105

5-4-4      تصمیم‌گیری سیستم در کارگزار ابر………………………. 106

6      نتایج آزمایشها……………………… 109

6-1      معرفی شبیه‌ساز CloudSim…………………………

6-1-1      اجزای ابر………………………. 109

6-1-2      اجزای اصلی هسته………………………. 111

6-1-3       سرویس‌های موجود و الگوریتم‌های آن‌ها……………………… 114

6-1-4      روند کار شبیه ساز………………………. 115

6-2      نحوه پیادهسازی سیستم تحمل‌پذیر اشکال در شبیه ساز………… 116

6-2-1      FaultInjector……………………….

6-2-2       FaultPredictor……………………….

6-2-3      FTHost……………………….

6-2-4       FTDatacenter……………………….

6-2-5       FTDatacenterBroker……………………….

6-3      نتایج آزمایشات……………………….. 124

6-3-1      بررسی اثر سربار نقطه مقابله‌گیری………………………… 126

6-3-2      بررسی عمل‌های انتخابی………………………… 127

6-3-3      خرابی‌های متوقف سازنده و غیر متوقف سازنده………………………. 129

7     نتیجه گیری و پیشنهادات………………………… 132

منابع ………………………  133

چکیده:

با افزایش بازار استفاده از تکنولوژی محاسبات ابری، مراکز داده عظیمی به وجود آمده­اند تا محاسبات را سریع­تر انجام دهند. یکی از دغدغه­ های اصلی در محاسبات ابری، مواجه­شدن با اشکال­ها در حین اجرا کردن یک برنامه موازی زمان­بر است. برای غلبه بر این قبیل مشکلات، عموما از روش­های آزمون نقطه ­مقابله ­گیری یا آرشیوکردن[2 استفاده می­شود. اما این روش­ها غالبا سربار بالایی دارند و به صورت واکنشی عمل می­کنند.

در این پایان­ نامه روشی را معرفی می­کنیم که علاوه بر بازیافت و بازگشت به عقب برای تحمل پذیری اشکال، بتواند گره­ های محاسباتی که احتمال وقوع خرابی در آن­ها بیشتر است را شناسایی نماید و به صورت پیش­کنشی عمل کرده و ماشین­های مجازی را که بر روی آن­ها قرار دارد به گره­های محاسباتی امن­تر مهاجرت دهد تا در صورت وقوع اشکال در گره مشکوک برنامه موازی بدون وقفه به کار خود ادامه دهد. علاوه بر آن، در این الگوریتم با بهره­ گیری از قانون بیز و مدل هزینه پیشنهادی، آزمون نقطه­ مقابله ­گیری زائد تا حد امکان حذف شده و زمان اجرای برنامه بهبود خواهد یافت. با استفاده ازشبیه­ سازی نشان می­دهیم که روش پیشنهادی بسته به شرایط مختلف تا 78% زمان اجرا را بهبود می­بخشد و از منابع کمتری استفاده می­کند.

فصل اول: مقدمه

1- مقدمه

جهان محاسباتی که امروزه با آن روبرو هستیم روز به‌روز در حال بزرگ­تر و پیچیده‌تر شدن است. محاسبات ابری نیز در ادامه سبک‌های دیگر مانند محاسبات توری با هدف پردازش حجم عظیمی از داده با استفاده از خوشه‌هایی از کامپیوتر‌هاست. طبق گراش ارائه شده ای از گوکل، در حال حاضر به لطف محاسبات توزیع شده روزانه بیش از 20 ترابایت داده خام اینترنتی مورد پردازش قرار می‌گیرد. تکامل و شکل‌گیری محاسبات ابری خواهد توانست این چنین مسائلی را به راحتی و به شکلی مناسب‌تر از طریق سرویس‌های مبتنی بر تقاضا حل و فصل نماید. از زاویه دیگر، جهان محاسباتی اطراف ما در حال حرکت به سمت الگوهای “پرداخت برای استفاده” حرکت می‌کند و همین الگو یکی دیگر از پایه‌های اصلی محاسبات ابری محسوب می‌شود.

محاسبات ابری که در اواخر سال 2007 پا به عرضه ظهور گذاشت هم­اکنون به دلیل توانایی‌اش در ارائه زیر ساخت فناوری پویا و بسیار منعطف، محیط‌های محاسباتی تصمین شده از نظر کیفیت و همچنین سرویس‌های نرم‌افزاری قابل پیکر­بندی به موضوع داغ بدل شده است . در گزارش رویکردی گوگل همانطور که در شکل ‏1‑1 مشاهده می‌نمایید، محاسبات ابری، محاسبات توری را پشت سر گذاشته است [1]. محاسبات ابری از رویکرد مجازی­سازی بهره­گیری می­نماید که این امر سبب انعطاف­پذیری بیشتر سیستم ابر می­شود. در حقیقت با استفاده از این تکنولوژی، برنامه­ها می­توانند سرویس‌های مختلف را به صورت مجزا و انتزاعی از گره‌های سرویس‌دهنده دریافت نمایند.

برای دانلود متن کامل پایان نامه اینجا کلیک کنید

لینک بالا اشتباه است

برای دانلود متن کامل اینجا کلیک کنید

       

:: بازدید از این مطلب : 507