Анализ и разработка методов и алгоритмов управления сетевыми ресурсами в распределенных вычислительных центрах обработки данных на основе программно-конфигурируемых компьютерных сетей
Государственный контракт № 07.514.11.4153 от 14.06.2012 г.
Руководитель: д.т.н., профессор Тарасов В.Н.
В результате анализа научно-информационных источников и проведения патентных исследований установлено, что разработка методов и алгоритмов управления сетевыми ресурсами в распределенных вычислительных центрах обработки данных на основе программно-конфигурируемых сетей имеет тенденцию развития в направлении управления таблицами потоков коммутаторов на основе построения прогноза будущего состояния сети с использованием расписания загрузки вычислительных узлов.
Предложена концепция расширения сетевой операционной системы (СОС) NOX, предполагающая взаимодействие нескольких контроллеров с единой отказоустойчивой СУБД, при этом осуществляется равномерное распределение нагрузки по экземплярам контроллера, что приводит к росту производительности системы, обеспечивает масштабируемость и отказоустойчивость. Разработана объектная модель расширения функциональных характеристик СОС, которая поддерживает хранение топологии сегмента ЦОД в виде взвешенного мультиграфа, позволяет отслеживать состояние компонентов физической сети, потоков и записей о потоках, а также хранит динамические характеристики компонентов системы. Разработан прототип модуля обеспечения QoS для NOX, осуществляющий настройку очередей на коммутаторах для маршрутизации потоков, обеспечивающую минимальную полосу пропускания потока или гарантированный верхний предел для суммарной задержки.
В результате формализации компонентов исследуемых систем разработаны: структурная модель распределенного вычислительного ЦОД с ПКС его сегментов, модель облачной системы распределенного вычислительного ЦОД, модель вычислительной грид-системы, функционирующей поверх облачной системы, модель параллельной вычислительной программы для облачной системы и модель вычислительной задачи для грид-системы, функционирующей поверх облачной системы. Построенная математическая модель сети передачи данных интегрирует в себе методы декомпозиции на основе уравнений равновесия потоков с математической моделью функционирования узла и позволяет рассчитывать показатели производительности сети.
Предложена концепция системы управления сетевой инфраструктурой распределенных вычислительных ЦОД, включающих СХД, на основе ПКС, разработаны алгоритмы маршрутизации и сбора сетевой статистики, учитывающие специфику ПКС. Разработаны два алгоритма назначения групп экземпляров виртуальных машин на физические узлы в облачной системе. Предложены два варианта алгоритмов планирования задач внутри грид-системы, функционирующей поверх облачной системы, представляющие собой сочетания алгоритма обратного заполнения с разработанными методами назначения.
Полученные на втором этапе результаты соответствуют мировому уровню, разработкам членов консорциума Open Network Foundation, исследованиям, проводимым в рамках европейского проекта OFELIA.
Последнее обновление: 21.03.2013
Ответственный за информацию:
Лисицкий Иван Иванович, помощник проректора по научной работе
(тел.91-22-07)
