Реферат актуальність теми. Одним із перспективних напрямків розвитку обчислювальних систем є хмарна архітектура з



Скачати 118.41 Kb.
Дата конвертації09.11.2016
Розмір118.41 Kb.
ТипРеферат
РЕФЕРАТ

Актуальність теми.

Одним із перспективних напрямків розвитку обчислювальних систем є хмарна архітектура з відокремленням функціонування сервісів користувача від реальних фізичних ресурсів. На комп’ютерах - "хостах" запускаються віртуальні машини з клієнтськими службами, які можна розділити на два великі класи: програми для пакетної обробки даних та інтерактивні сервіси. Для останніх особливо важливі продуктивність і час відгуку, оскільки від цього безпосередньо залежить виконання угоди про рівень надання послуги. Тому необхідна організація постійного моніторингу завантаження фізичних серверів в системі з хмарною архітектурою, визначення піків навантаження та їх оперативна ліквідація, оскільки підвищення навантаження на хост загрожує виходом його з ладу ,а отже, зупинкою запущених додатків користувача і порушенням угоди про рівень надання послуги, що є неприпустимим.. Для усунення піків навантаження на фізичних серверах системи, виконується перерозподіл віртуальних машини між серверами, тобто міграція однієї або декількох віртуальних машини з переобтяженого сервера на менш завантажені. Здійснення міграції вимагає додаткових фізичних ресурсів. Однак, у випадку піку навантаження таких ресурсів може не бути, а міграція повинна бути терміново виконана, інакше виникає ризик відмови перевантаженого сервера. Отже, в такому випадку доводиться призупиняти деякі додатки на інших машинах, щоб звільнити ресурси, необхідні для проведення міграції. Через це час відгуку призупинених додатків сильно зростає, що може бути небажано в хмарних системах з переважанням клієнтських додатків інтерактивного типу.

Вирішенням проблеми є мінімізація кількості міграцій на всьому часовому відрізку роботи хмарної системи. Для мінімізації загальної кількості міграцій в системі можна або збільшити інтервали часу між виконанням міграцій, або мінімізувати їх кількість в кожен момент часу. Перший підхід пов'язаний із виявленням піків навантаження та здійсненням оптимального розподілу віртуальних машин по серверах системи. При такому підході процедура перерозподілу виконується рідше, але кількість міграцій при її виконанні зростає, що призводить до суттєвих витрат ресурсів системи.. Другий підхід полягає у зборі статистики роботи сервера, завчасному визначенні можливих піків навантаження та їх запобіганні. Але такий підхід не може бути застосований в системах з постійною зміною структури клієнтських додатків та кількістю користувачів
Об’єктом дослідження є способи та засоби розподілення навантаження на ресурси хмарної інфраструктури.

Предметом дослідження є програмні та апаратні ресурси хмарної інфраструктури.

Мета роботи.

Метою даної роботи є аналіз існуючих рішень по здійсненню розподілу навантаження на ресурси хмарної інфраструктури, а також розробка нового способу балансування навантаження в хмарних системах.



Для досягнення мети в ході магістерської роботи було поставлено на вирішення такі задачі:

  • провести аналіз основних особливостей систем для хмарних обчислень;

  • провести аналіз існуючих рішень по розподіленню навантаження на ресурси хмарної системи

  • дослідити проблеми, що виникають в системах балансування навантаження;

  • розробити рішення по підвищенню надійності систем балансування навантаження на хмарні інфраструктури;

Методи дослідження. В роботі використовуються методи статистичної обробки даних, теорії алгоритмів, теорії масового обслуговування.

Наукова новизна даної роботи полягає в наступному:

  1. Проаналізовано основні особливості хмарних систем, показано необхідність створення засобів моніторингу та балансування навантаження в таких системах.

  2. Проаналізовано сучасні алгоритми балансування навантаження і показано, що для різних типів хмарних систем застосовуються різні алгоритми і вони не є універсальними, що унеможливлює створення єдиного засобу балансування навантаження.

  3. Запропоновано спосіб розподілення навантаження в хмарних системах на основі статистичного підходу, який відрізняється від відомих тим що збір статистики відбувається в реальному часі, що дозволяє заздалегідь виявляти та усувати піки навантаження, що в свою чергу підвищує надійність хмарної системи в порівнянні з алгоритмами що здійснюють балансування на основі поточного стану системи, а також вирішує проблему застосування статистичних алгоритмів в хмарних системах з постійною зміною структури клієнтських додатків.

Практична цінність отриманих в роботі результатів полягає в тому, що розроблений спосіб дозволяє створювати універсальне рішення по балансуванню навантаження на ресурси хмарних систем різних типів та забезпечує їх високу надійність.

Апробація роботи.

Результати досліджень та основні положення роботи були представлені та обговорювалися на двох науково-практичних конференціях магістрантів факультету прикладної математики:


  • VІ науковій конференції магістрантів та аспірантів «Прикладна математика та комп’ютинг» ПМК-2014 (Київ, 10-12 квітня 2014 року);

  • VІІ науковій конференції магістрантів та аспірантів «Прикладна математика та комп’ютинг» ПМК-2015 (Київ, 15-17 квітня 2015 року).


Структура та обсяг роботи. Магістерська дисертація складається з трьох розділів, висновків та додатків.

У першому розділі подано загальну характеристику хмарних систем та систем балансування навантаження, зроблено огляд існуючих рішень по балансуванню навантаження

У другому розділі було проведено огляд різних типів віртуалізації, визначені їх недоліки та переваги.

У третьому розділі було запропоновано новий спосіб здійснення балансування навантаження на ресурси хмарних систем

У висновках проаналізовано результати магістерської роботи, одержані результати проведених досліджень.

У додатках представлено копії графічних матеріалів, акт про впровадження результатів магістерської роботи

Робота представлена на 83 аркушах, містить 11 рисунків, та список використаних літературних джерел з 16 найменувань.



Ключові слова: хмарні обчислення, віртуальні машини, балансування навантаження, угода про рівень надання послуг, міграції віртуальних машин

ABSTRACT

Theme urgency

One of the promising areas of cloud computing is the architecture of separating the user from the operation of services of real physical resources. Computers - "Host" run virtual machines with customer service, which can be divided into two great classes: programs for packet data and interactive services. The latter is especially important performance and response time, as this depends on the level of implementation of the agreement to provide services. Because the organization requires constant monitoring load of physical servers in a system with cloud-based architecture, peak load and determine their operational liquidation, as the increased burden on host threatens its failure and, therefore, stop running applications and user abuse of the level of service that is unacceptable .. To eliminate peaks load on physical servers, virtual machines redistribution is performed between servers that migration of one or more virtual machines from overloaded server to a less loaded. Making migration requires additional physical resources. However, in case of peak load resources can not be, and migration needs to be done urgently, otherwise there is a risk of failure overloaded server. So in that case have to suspend some applications on other machines to free resources needed for migration. Because of this, the response time suspended applications is greatly increased, which may be desirable in cloud systems with a predominance of type interactive client applications.

The solution is to minimize the number of migrations throughout the time interval of the cloud system. To minimize the total system migrations can either increase the intervals between migration performance or minimize their number at a time. The first approach involves the identification of peaks in workload and implementation of optimal allocation of virtual machines on the server system. This approach reallocation procedure performed less often, but the number of migrations during her performance increases, resulting in significant cost system resources .. The second approach is to collect statistics of server early indication of possible load peaks and their prevention. But this approach can not be applied in systems with constant changes in the structure of client applications and number of users.

The purpose and objectives of the research

The purpose of this paper is to study and analyze ways of organizing a secure connection built on MPLS technology, and to modify the algorithm of data transmission in the network by eliminating network-layer protocols and coding labels that have been assigned to IP-addresses of interfaces of network devices.



The object of the research is the ways and means of distribution of the load on the resources of the cloud infrastructure.

The subject of the research is software and hardware resources of the cloud infrastructure.

Objective.

The aim of this study is to analyze existing solutions to implement load distribution on the cloud infrastructure resources, and develop a new way of load balancing in cloud systems.

To achieve the goal, the following objectives were set in the master's paper:

- To analyze the main features of cloud computing;

- An analysis of existing solutions by distributing the load on system resources cloudy

- Examine the problems that arise in systems load balancing;

- To develop solutions to improve the reliability of load balancing on cloud infrastructure;

Research methods. The paper used methods of statistical data processing, theory of algorithms, queuing theory.

The scientific novelty of this work is as follows:

1. The basic characteristics of cloud systems, shows the need for a means of monitoring and load balancing in such systems.

2. The paper modern load balancing algorithms and show that for different types of cloud systems use different algorithms and they are not universal, making it impossible to create a single means of load balancing.

3. The method of distribution of load in cloud systems based on a statistical approach that differs from the known fact that the collection of statistics in real time, allowing pre detect and eliminate load peaks, which in turn increases the reliability of cloud-based system compared with algorithms that perform balancing based on the current state of the system and solve the problem of statistical algorithms in cloud systems with constant restructuring of client applications.



The practical value obtained in the results is that the developed method allows you to create a universal solution for load balancing the resources of cloud systems of different types and ensure their reliability.

Approbation

Results and main provisions of work were presented and discussed at two scientific conferences of graduate faculty of applied mathematics:

• VI scientific conference of graduate and post-graduate "Applied mathematics and computing 'MVP-2014 (Kyiv, 10-12 April 2014);

• VII scientific conference of graduate and post-graduate "Applied mathematics and computing 'MVP-2015 (Kyiv, 15-17 April 2015).



Structure and content of the thesis

Master's thesis consists of three chapters, conclusions and applications.



The first section provides a general description of cloud systems and load balancing, an overview of existing decisions on load balancing

The second section was a review of the different types of virtualization by their advantages and disadvantages.

The third section was offered a new way of load balancing the resources of cloud systems

The conclusions analyzed the results of the master's work received the results of research.

In applications presented copies of graphic material, the act on the implementation of the results of the master's work

Work presented at ___ sheets containing drawings ___, ____ tables and list of used literature sources ___ items.



Tags: cloud computing, virtual machines, load balancing, an agreement on the level of service, the migration of virtual machines

To achieve the goal, the following objectives were set in the master's paper:



  • to analyze the main features of the network built on Multiprotocol Label Switching technology;

  • to analyze the major threats prevalent in today's data networks;

  • to analyze the existing methods of protecting data transmitted over the MPLS-networks;

  • to analyze the possibilities and ways of how to improve the existing methods of protecting networks with multiprotocol label switching;

  • to develop a modified method of protection, and a modified operation algorithm for the MPLS-network;

  • to develop a modified architecture of MPLS-devices, which will include additional modules (a coding and decoding module for label values​​, an encryption and decryption module, a secret key exchange module).

The author defends the following results:

  1. Substantiation of the possibility of using VPN-connection to protect data transmitted through the provider’s network.

  2. Methods and tools for building a secure computer network based on MPLS technology to protect the traffic of information exchange with channels of long length.

  3. An improved architecture of MPLS devices, which contain modules that perform the functions proposed in the modified algorithm of data transmission.

Research methods. To achieve the objectives, a statistical treatment of data, a theory of algorithms, a coding theory, a theory of encryption and a queuing theory were used.

Scientific novelty of the results is to construct a new method for data transmission via MPLS-network, which differs from well-known dedicated networks VPN channel based on distributed network infrastructure and allows protecting information exchange network resources both with internal attacks and with external attacks at the communication channels.

Scientific novelty is as follows:



    1. Proposed and analyzed method of denying network layer protocols, which allows the encryption and decryption of the network packet as a whole.

    2. The algorithm of data transmission over the MPLS-network that differs from the existing one in coding tags and encrypted datagrams transmitted in the network. This allows protecting the resources of information exchange from attacks when connected directly to a channel of communication.

    3. Architecture of MPLS-devices including additional modules of encoding, encryption and exchange of secret keys that allow implementing the proposed method for data transmission over MPLS-network.

A practical value of the obtained results consists in the protection of data transmitted across the provider’s distributed core network from internal and external attacks. In its turn, this allows users to securely share important information, despite a long length of the channels of communication.

Approbation

The basic points and outcomes of the research have been presented and discussed at the scientific and practical conference for students and postgraduates of the Department of Applied Mathematics “Applied mathematics and computing at the 7th scientific conference for students and postgraduates PMK-2015” in April 2015 and at the eigth international scientific and practical conference “Integrated intelligent robotic systems” in May 2015.



Structure and content of the thesis

The Master's thesis consists of an introduction, four chapters, conclusions. The total amount of the thesis is 83 printed pages, 11 figures and a bibliography of 16 titles.
Key words: multiprotocol Label Switching, private networks, network layer protocols, the RSA algorithm, one-way function.

Реферат


Актуальность темы

Одним из перспективных направлений развития вычислительных систем является облачная архитектура с отделением функционирования сервисов пользователя от реальных физических ресурсов. На компьютерах - "хостах" запускаются виртуальные машины с клиентскими службами, которые можно разделить на два больших класса: программы для пакетной обработки данных и интерактивные сервисы. Для последних особенно важны производительность и время отклика, поскольку от этого напрямую зависит выполнение соглашения об уровне предоставления услуги. Поэтому необходима организация постоянного мониторинга загрузки физических серверов в системе с облачной архитектурой, определения пиков нагрузки и их оперативная ликвидация, поскольку повышение нагрузки на хост грозит выходом его из строя, а значит, остановкой запущенных приложений пользователя и нарушением соглашения об уровне предоставления услуги является недопустимым .. Для устранения пиков нагрузки на физических серверах системы, выполняется перераспределение виртуальных машины между серверами, то есть миграция одной или нескольких виртуальных машины с перегруженного сервера на менее загруженные. Осуществление миграции требует дополнительных физических ресурсов. Однако, в случае пике нагрузки таких ресурсов может не быть, а миграция должна быть срочно выполнена, иначе возникает риск отказа перегруженного сервера. Следовательно, в таком случае приходится приостанавливать некоторые приложения на других машинах, чтобы освободить ресурсы, необходимые для проведения миграции. Из-за этого время отклика приостановленных приложений сильно возрастает, что может быть нежелательно в облачных системах с преобладанием клиентских приложений интерактивного типа.

Решением проблемы является минимизация количества миграций на всем временном отрезке работы облачной системы. Для минимизации общего количества миграций в системе можно или увеличить интервалы времени между выполнением миграции, или минимизировать их количество в каждый момент времени. Первый подход связан с выявлением пиков нагрузки и осуществлением оптимального распределения виртуальных машин по серверам системы. При таком подходе процедура перераспределения выполняется реже, но количество миграций при ее выполнении растет, что приводит к существенным затратам ресурсов системы .. Второй подход заключается в сборе статистики работы сервера, заблаговременном определении возможных пиков нагрузки и их предотвращении. Но такой подход не может быть применен в системах с постоянным изменением структуры клиентских приложений и количеством пользователей

Цель и задачи исследования

Целью данной работы является исследование и анализ способов организации защищенного соединения, построенного на базе технологии MPLS, и модификация алгоритма передачи информации в сети за счет отказа от протоколов сетевого уровня и кодирования меток, которые были назначены IP-адресам интерфейсов сетевых устройств.



Объектом исследования являются способы и средства распределения нагрузки на ресурсы облачной инфраструктуры..

Предметом исследования исследования является программные и аппаратные ресурсы облачной инфраструктуры.

Цель работы.

Целью данной работы является анализ существующих решений по осуществлению распределения нагрузки на ресурсы облачной инфраструктуры, а также разработка нового способа балансировки нагрузки в облачных системах.

Для достижения цели в ходе магистерской работы были поставлены на решение следующие задачи:

- Провести анализ основных особенностей систем для облачных вычислений;

- Провести анализ существующих решений по распределению нагрузки на ресурсы облачной системы

- Исследовать проблемы, возникающие в системах балансировки нагрузки;

- Разработать решения по повышению надежности систем балансировки нагрузки на облачные инфраструктуры;

Методы исследования.

В работе используются методы статистической обработки данных, теории алгоритмов, теории массового обслуживания.



Научная новизна данной работы заключается в следующем:

1. Проанализированы основные особенности облачных систем, показана необходимость создания средств мониторинга и балансировки нагрузки в таких системах.

2. Проанализированы современные алгоритмы балансировки нагрузки и показано, что для разных типов облачных систем применяются различные алгоритмы и они не являются универсальными, что делает невозможным создание единого средства балансировки нагрузки.

3. Предложен способ распределения нагрузки в облачных системах на основе статистического подхода, который отличается от известных тем, что сбор статистики происходит в реальном времени, что позволяет заранее выявлять и устранять пики нагрузки, что в свою очередь повышает надежность облачной системы по сравнению с алгоритмами осуществляющих балансирование на основе текущего состояния системы, а также решает проблему применения статистических алгоритмов в облачных системах с постоянным изменением структуры клиентских приложений.



Практическая ценность полученных в работе результатов заключается в том, что разработан способ позволяет создавать универсальное решение по балансировке нагрузки на ресурсы облачных систем различных типов и обеспечивает их высокую надежность..

Апробация результатов работы

Результаты исследований и основные положения работы были представлены и обсуждались на двух научно-практических конференциях магистрантов факультета прикладной математики:

• V и научной конференции магистрантов и аспирантов «Прикладная математика и компьютинг» ПМК-2014 (Киев, 10-12 апреля 2014);

VII научной конференции магистрантов и аспирантов «Прикладная математика и компьютинг» ПМК-2015 (Киев, 15-17 апреля 2015 года).



Структура и объем работы

Магистерская диссертация состоит из трех глав, заключения и приложений.



В первом разделе представлена ​​общая характеристика облачных систем и систем балансировки нагрузки, сделан обзор существующих решений по балансировке нагрузки

Во втором разделе был проведен обзор различных типов виртуализации, определенные их недостатки и преимущества.

В третьем разделе был предложен новый способ осуществления балансировки нагрузки на ресурсы облачных систем

В выводах проанализированы результаты магистерской работы, полученные результаты проведенных исследований.

В приложениях представлены копии графических материалов, акт о внедрении результатов магистерской работы

Работа представлена ​​на 83 листах, содержит 11 рисунков, и список использованных литературных источников из 16 наименований.



Ключевые слова: облачные вычисления, виртуальные машины, балансировки нагрузки, соглашение об уровне предоставления услуг, миграции виртуальных машин
Каталог: sites -> default -> files -> files
files -> Тематика рефератів. Автомобілі повітряно-пінного гасіння. Галузь застосування
files -> М.Є. Жуковського «хаі» Кафедра менеджменту Загальні вимоги до структури, обсягу та оформлення дипломної роботи магістра з управління проектами 2014 Зміст розділ вимоги до оформлення
files -> Дипломного проектУ спеціаліста з управління проектами 2013 Зміст
files -> Людина І світ
files -> Реферат актуальність теми
files -> Реферат актуальність теми
files -> Реферат актуальність теми


Поділіться з Вашими друзьями:


База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2019
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка