|
DOI: 10.14489/vkit.2017.01.pp.021-028
Богатырев В. А., Богатырев С. В.
РЕЗЕРВИРОВАННОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ В КЛАСТЕРАХ С УНИЧТОЖЕНИЕМ НЕАКТУАЛЬНЫХ ЗАПРОСОВ
(c. 21-28)
Аннотация. Предложена и исследована дисциплина уничтожения неактуальных запросов, при которой от момента поступления любого запроса и создания его копий, заносимых в очереди нескольких узлов, в каждом из них отсчитывается некоторый интервал времени. Если к моменту отсчета выполнена хотя бы одна копия запроса, то остальные, находящиеся в очередях, уничтожаются, иначе после отсчета предельно допустимого времени ожидания уничтожаются все еще не обслуженные копии, находящиеся в очередях. Проанализировано влияние выбора моментов уничтожения неактуальных копий на увеличение загрузки сети и на вероятность своевременного выполнения запросов. Показано, что двухэтапное уничтожение в очередях неактуальных резервных копий позволяет существенно повысить вероятность обслуживания запросов в предельно допустимые сроки. Установлено существование оптимальной кратности резервирования запросов, обеспечивающей максимум вероятности их своевременности обслуживания.
Ключевые слова: кластер; время ожидания; резервированное обслуживание; реальное время; дисциплина обслуживания; копии запросов; вероятность своевременного обслуживания.
Bogatyrev V. A., Bogatyrev S. V.
REDUNDANT SERVICE CLUSTERS WITH THE DESTRUCTION OF IRRELEVANT QUERIES
(pp. 21-28)
Abstract. This article represents the study of a cluster, consisting of identical compute nodes. Requests that have strict waiting time limits are replicated to a number of nodes, each of them having it's own request queue. Such discipline allows to increase the probability of timely and error-free service of at least one copy of the request. However, redundant requests processing without the disposal of request copies that stay in the queue for longer than maximum waiting time limit, leads to an increase of the intensity of requests, which can adversely affect the delay of service. We propose and examine a two-phase discipline for expired requests disposal. On each cluster node, a certain time interval, which is strictly shorter than the maximum allowed request waiting time, is measured since each request is entering the system and gets replicated to other nodes' queues. If at least one request copy has been served by the end of that interval, the remaining copies in all queues get disposed. If none of the request copies has been served during that time interval, then the system continues to wait for their processing. After maximum waiting time limit expiration, all request copies in all nodes' queues get disposed. In this paper we analyze the impact of choosing different moments of request deletion to the network load and probability of timely request serving. We show that two-factor disposal of expired request copies allows to significantly increase probability of timely request serving. Also we establish the existence of optimal requests redundancy factor that provides maximum probability of timely request serving.
Keywords: Cluster; Waiting time; Redundant services; Real-time; Discipline; Copies of queries; Probability of timely service.
В. А. Богатырев (Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, г. Санкт-Петербург, Россия) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
С. В. Богатырев (Самсунг Электроникс, Сеул, Республика Корея)
V. A. Bogatyrev (Saint Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics, Saint Petersburg, Russia) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
S. V. Bogatyrev (Samsung Electronics, Seoul, Republik of Korea)
1. Гатчин Ю. А., Жаринов И. О., Коробейников А. Г. Математические модели оценки инфраструктуры системы защиты информации на предприятии // Науч.-техн. вестник ИТМО. 2012. № 2(78). С. 92 – 95.
2. Богатырев В. А., Богатырев С. В., Богатырев А. В. Функциональная надежность вычислительных систем с перераспределением запросов // Изв. вузов. Приборостроение. 2012. Т. 55, № 10. С. 53 – 56.
3. Богатырев В. А. Оценка надежности и оптимальное резервирование кластерных компьютерных систем // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2006. № 10. С. 18 – 21.
4. Колбанев М. О., Татарникова Т. М. Физические ресурсы информационных процессов и технологий // Науч.-техн. вестник. ИТМО. 2014. № 6(94). С. 113 – 122.
5. Алиев Т. И. Распределение приоритетов в системах с вероятностными ограничениями // Изв. вузов. Приборостроение. 2015. Т. 58, № 6. С. 415 – 420.
6. Bogatyrеv V. A. Exchange of Duplicated Computing Complexes in Fault Tolerant Systems // Automatic Control and Computer Sciences. 2011. V. 45, № 5. P. 268 – 276.
7. Dudin A. N., Sun B. A Multiserver MAP/PH/N System with Controlled Broadcasting by Unreliable Servers // Automatic Control and Computer Sciences. 2009. V. 43, № 5. Р. 242 – 251.
8. Дудин А. Н., Сунь Б. Ненадежная многолинейная система с управляемым широковещательным обслуживанием // Автоматика и телемеханика. 2009. Т. 70, № 12. C. 147 – 160.
9. Bogatyrev V. A., Bogatyrev A. V. Functional Reliability of a Real-Time Redundant Computational Process in Cluster Architecture Systems // Automatic Control and Computer Sciences. 2015. V. 49, № 1. Р. 46 – 56. doi: 10.3103/S0146411615010022
10. Богатырев В. А., Богатырев А. В. Оптимизация резервированного распределения запросов в кластерных системах реального времени // Информационные технологии. 2015. Т. 21, № 7. С. 495 – 502.
11. Богатырев В. А., Богатырев А. В. Модель резервированного обслуживания запросов реального времени в компьютерном кластере // Информационные технологии. 2016. Т 22, № 5. С. 348 – 355.
12. Богатырев В. А., Богатырев А. В. Надежность функционирования кластерных систем реального времени с фрагментацией и резервированным обслуживанием запросов // Информационные технологии. 2016. Т. 22, № 6. С. 409 – 416.
13. Богатырев В. А., Богатырев А. В., Богатырев С. В. Оценка надежности выполнения кластерами запросов реального времени // Изв. вузов. Приборостроение. 2014. Т. 57, № 4. С. 46 – 48.
14. Bogatyrev V. A., Bogatyrev S. V., Golubev I. Yu. Optimization and the Process of Task Distribution between Computer System Clusters // Automatic Control and Computer Sciences. 2012. V. 46, № 3. P. 103 – 111.
15. Богатырев В. А., Паршутина С. А. Модели многопутевой отказоустойчивой маршрутизации при распределении запросов через сеть // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2015. № 12. С. 23 – 28.
1. Gatchin Iu. A., Zharinov I. O., Korobeinikov A. G. (2012). Mathematical models for evaluation of infrastructure systems for information security at the enterprise. Nauchno-tekhnicheskii vestnik ITMO. 78(2), pp. 92-95. [in Russian language]
2. Bogatyrev V. A., Bogatyrev S. V., Bogatyrev A. V. (2012). Functional reliability of computer systems with redistribution of the queries. Izvestiia vuzov. Priborostroenie, 55(10), pp. 53 - 56. [in Russian language]
3. Bogatyrev V. A. (2006). Evaluation of reliability and backup of optimal cluster computer systems. Pribory i sistemy. Upravlenie, kontrol', diagnostika, (10), pp. 18-21. [in Russian language]
4. Kolbanev M. O., Tatarnikova T. M. (2014). Physical resources of information processes and technology. Nauchno-tekhnicheskii vestnik ITMO. 94(6), pp. 113-122. [in Russian language]
5. Aliev T. I. (2015). Distribution of priorities in the systems with probabilistic constraints. Izvestiia vysshikh uchebnykh zavedenii. Priborostroenie, 58(6), pp. 415-420. [in Russian language]
6. Bogatyrеv V. A. (2011). Exchange of duplicated computing complexes in fault tolerant systems. Automatic Control and Computer Sciences, 46(5), pp. 268-276. doi: 10.3103/S014641161105004X
7. Dudin A. N., Sun B. (2009). A multiserver MAP/PH/N system with controlled broadcasting by unreliable servers. Automatic Control and Computer Sciences, 43(5), pp. 242-251. doi: 10.3103/s0146411609050046
8. Dudin A. N., Sun B. (2009). Unreliable multi-server system with controllable broadcasting service. Avtomatika i telemekhanika, 70(12), pp. 147-160. [in Russian language]
9. Bogatyrev V. A., Bogatyrev A. V. (2015). Functional reliability of a real-time redundant computational process in cluster architecture systems. Automatic Control and Computer Sciences, 49(1), pp. 46-56. doi: 10.3103/S0146411615010022
10. Bogatyrev V. A., Bogatyrev A. V. (2015). Optimizing redundant distribution of the queries in the cluster real-time systems. Informatsionnye tekhnologii, 21(7), pp. 495- 502. [in Russian language]
11. Bogatyrev V. A., Bogatyrev A. V. (2016). Model redundant real-time service of the queries in a computer cluster. Informatsionnye tekhnologii, 22(5), pp. 348-355. [in Russian language]
12. Bogatyrev A. V., Bogatyrev V. A. (2016). Reliability of the real-time cluster systems functioning with fragmentation and redundant service of the requests. Informatsionnye tekhnologii, 22(6), pp. 409-416. [in Russian language]
13. Bogatyrev V. A., Bogatyrev A. V., Bogatyrev S. V. (2014). Evaluation of reliability of clusters performing query real time. Izvestiia vysshikh uchebnykh zavedenii. Priborostroenie, 57(4), pp. 46-48. [in Russian language]
14. Bogatyrev V. A., Bogatyrev S. V., Golubev I. Yu. (2012). Optimization and the process of task distribution between computer system clusters. Automatic Control and Computer Sciences, 46(3), pp. 103-111. doi: 10.3103/S0146411612030029
15. Bogatyrev V. A., Parshutina S. A. (2015). Multipath fault-tolerant routing models for distributing queries through the network. Vestnik komp'iuternykh i informatsionnykh tekhnologii, 138(12), pp. 23-28. [in Russian language].
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/vkit.2017.01.pp.021-028
и заполните ФОРМУ
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/vkit.2017.01.pp.021-028
and fill out the FORM
.
|
Архив номеров
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»