| Русский Русский | English English |
   
Главная Текущий номер
17 | 12 | 2018
10.14489/vkit.2018.09.pp.049-056

DOI: 10.14489/vkit.2018.09.pp.049-056

Алексанков С. М., Богатырев В. А., Деркач А. Н.
НАДЕЖНОСТЬ ОТКАЗОУСТОЙЧИВОГО КЛАСТЕРА С УЧЕТОМ МИГРАЦИИ ВИРТУАЛЬНЫХ МАШИН И ОПЕРАТИВНОСТИ ДИСЦИПЛИН ВОССТАНОВЛЕНИЯ
(c. 49-56)

Аннотация. Рассмотрен отказоустойчивый кластер, состоящий из двух связанных через коммутатор физических серверов, к каждому из которых подключено локальное хранилище данных, реализованное на жестких дисках. В системе реализуется динамическая миграция виртуальных машин, которая, в случае отказа основного сервера, обеспечивает непрерывность вычислительных процессов. Предложена марковская модель надежности отказоустойчивого кластера, позволяющая учесть влияние миграции виртуальных машин. Рассмотрены дисциплины обслуживания с мгновенным началом восстановления после каждого отказа ресурсов кластера и неоперативного восстановления, осуществляемого после отказов ресурсов, влекущих неработоспособность всего кластера или его переход в состояние предельного снижения качества выполнения требуемых функций. Показано влияние дисциплин восстановления на надежность отказоустойчивых кластерных систем с миграцией виртуальных машин рассматриваемого класса. Для дисциплин с неоперативным восстановлением предложены точная и приближенные верхняя и нижняя оценки нестационарного коэффициента готовности, при этом переход к точной оценке целесообразен, если требования к показателю надежности проектируемого кластера находятся между результатами верхней и нижней оценок по упрощенной модели.

Ключевые слова:  виртуализация; надежность; отказоустойчивость; резервирование; кластер; нестационарный коэффициент готовности; миграция виртуальных машин.

 

Aleksankov S. M., Bogatyrev V. A., Derkach A. N.
MODEL OF RELIABILITY OF WITH MIGRATION OF FAULT-TOLERANT CLUSTER VIRTUAL MACHINES
(pp. 49-56)

Abstract. A failover cluster is considered, consisting of two connected through a switch physical servers, each of which has a local data store implemented on hard disks. The system implements dynamic migration of virtual machines, as a result of which, in the case of a failure of the primary server, the continuity of computational processes is ensured. A Markov model of the reliability of a failover cluster is proposed, which makes it possible to take into account the effect of migration of virtual machines. Service disciplines are considered with an instant start of recovery after each failure of the cluster resources and the discipline of nonoperative recovery produced after resource failures that result in the inoperability of the entire cluster or its transition to a state of limiting quality degradation of the required functions.The importance of the effect of recovery disciplines on the reliability of failover cluster systems with migration of virtual machines of the considered class is shown. For disciplines with nonoperative recovery, accurate and approximate upper and lower estimates of non-stationary availability are proposed, and the transition to an accurate estimate is appropriate if the requirements for the reliability index of the projected cluster are between the results of the upper and lower estimates for the simplified model.

Keywords: Virtualization; Reliability; Fault tolerance; Reservation; Clusters; Non-stationary availability factor; Migration of virtual machines.

Рус

С. М. Алексанков, В. А. Богатырев, А. Н. Деркач (Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, Санкт-Петербург, Россия) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript  

Eng

S. M. Aleksankov, V. A. Bogatyrev, A. N. Derkach (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  

Рус

1. Kopetz H. Real-Time Systems: Design Principles for Distributed Embedded Applications. Second Ed. US: Springer, 2011. 396 р. doi: 10.1007/978-1-4419-8237-7
2. Sorin D. J. Fault Tilerant Computer Architecture. Morgan & Claypool. 2009. 116 p.
3. Алиев Т. И., Муравьева-Витковская Л. А. Приори-тетные стратегии управления трафиком в мультисервисных компьютерных сетях // Изв. вузов. Приборостроение. 2011. Т. 54, № 6. С. 44 – 48.
4. Верзун Н. А., Колбанев М. О., Татарникова Т. М. Технологическая платформа четвертой промышленной революции // Геополитика и безопасность. 2016. № 2(34). С. 73 – 77.
5. 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.
6. Вероятностно-временные показатели при поэтапном применении средств защиты информации / В. С. Коломойцев и др. // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2017. № 11. С. 37 – 43. doi: 10.14489/vkit.2017.11. pp.037-043
7. 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.
8. 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.
9. Богатырев В. А. Комбинаторно-вероятностная оценка надежности и отказоустойчивости кластерных систем // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2006. № 6. С. 21 – 26.
10. Bogatyrev V. A. Fault Tolerance of Clusters Configurations with Direct Connection of Storage Devices // Automatic Control and Computer Sciences. 2011. V. 45, No. 6. Р. 330 – 337.
11. Богатырев В. А., Богатырев С. В. Резервированная передача данных через агрегированные каналы в сети реального времени // Изв. вузов. Приборостроение. 2016. Т. 59, № 9. С. 735 – 740. doi: 10.17586/0021-3454-2015-59-9-735-740
12. Богатырев В. А. Надежность и эффективность резервированных компьютерных сетей // Информационные технологии. 2006. № 9. С. 25 – 30.
13. Самойленко А. Требования и ограничения VMware Fault Tolerance [Электронный ресурс] // Виртуализация vSphere, Hyper-V, XenServer и Red Hat. 09 августа 2010. URL: http://www.vmgu.ru/articles/vmware-fault-tolerance-main (дата обращения: 16.05.2018).
14. Алексанков С. М. Модель процесса динамической миграции с копированием данных после остановки виртуальных машин // Изв. вузов. Приборостроение. 2016. Т. 59, № 5. С. 348 – 354. doi: 10.17586/0021-3454-2016-59-5-348-354
15. Алексанков С. М. Модели динамической миграции с итеративным подходом и сетевой миграции виртуальных машин // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2015. Т. 15, № 6. С. 1098 – 1104. doi: 10.17586/2226-1494-2015-6-1098-1104
16. Надежность резервированного вычислительного комплекса при ограниченном восстановлении / В. А. Богатырев и др. // Науч.-техн. вестник ИТМО. 2013. № 3 (85). С. 67 – 72.

Eng

1. Kopetz H. (2011). Real-Time Systems: Design Principles for Distributed Embedded Applications. University of Virginia. USA.
2. Sorin D. (2009). Fault Tolerant Computer Architecture. Morgan & Claypool.
3. Aliev T. I., Murav'eva-Vitkovskaya L. A. (2011). Priority strategies for traffic management in multi-service computer networks. Izvestiya vuzov. Priborostroenie, 54(6), pp. 44-48. [in Russian language]
4. Verzun N. A., Kolbanev M. O., Tatarnikova T. M. (2016). The technological platform of the fourth industrial revolution. Geopolitika i bezopasnost', 34(2), pp. 73-78. [in Russian language]
5. Gatchin Yu. A., Zharinov I. O., Korobeynikov A. G. (2012). Mathematical models of an estimation of an infrastructure of system of protection of the information at the enterprise. Nauchno-tekhnicheskiy vestnik ITMO, 78(2), pp. 92-95. [in Russian language]
6. Kolomoytsev V. S. et al. (2017). Probabilistic-temporal indicators in the stage-by-stage application of information protection mean. Vestnik komp'yuternyh i informatsionnyh tekhnologiy, 161(11), pp. 37-43. doi: 10.14489/vkit.2017.11. pp.037-043 [in Russian language]
7. Bogatyrev V. A., Bogatyrev A. V. (2016). Reliability of the functioning of realtime cluster systems with fragmentation and redundant query services. Informatsionnye tekhnologii, 22(6), pp. 409-416. [in Russian language]
8. Bogatyrev V. A., Bogatyrev S. V., Bogatyrev A. V. (2012). Functional Reliability of Computing Systems with Redistribution of Requests. Izvestiya Vuzov Priborostroenie, 55(10), pp. 53-56. [in Russian language]
9. Bogatyrev V. A. (2006). Combinatorial-probabilistic es-timation of reliability and fault tolerance of cluster systems. Pribory i sistemy. Upravlenie, kontrol', diagnostika, (6), pp. 21-26. [in Russian language]
10. Bogatyrev V. A. (2011). Fault Tolerance of Clusters Configu¬rations with Direct Connection of Storage Devices. Automatic Control and Computer Sciences, 45(6), pp. 330-337.
11. Bogatyrev V. A., Bogatyrev S. V. (2016). Redundant da-ta transfer via aggregated channels in a realtime network. Izvestiya vuzov. Priborostroenie, 59(9), pp. 735-740. [in Russian language]
12. Bogatyrev V. A. (2006). Reliability and efficiency of re-dundant computer networks. Informatsionnye tekhnologii, (9), pp. 25-30. [in Russian language]
13. Samoylenko A. Requirements and restrictions VMware Fault Tolerance. Available at: http://www.vmgu.ru/articles/ vmware-fault-tolerancemain (Accessed: 16.05.2018) [in Russian language]
14. Aleksankov S. M. (2016). The model of the process of dynamic migration with the copying of data after the virtual machines are stopped. Izvestiya vuzov. Priborostroenie, 59(5), pp. 173-178. [in Russian language]
15. Aleksankov S. M. (2015). Dynamic migration models with an iterative approach and network migration of virtual machines. Nauchno-tekhnicheskiy vestnik informatsionnyh tekhnologiy, mekhaniki i optiki, 15(6), pp. 1098-1104. [in Russian language]
16. Bogatyrev V. A. et al. (2013). Reliability of a redundant computing system with limited recovery. Nauchno-tekhnicheskiy vestnik informatsionnyh tekhnologiy, mekhaniki i optiki, 85(3), pp. 67-72. [in Russian language]

Рус

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.2018.09.pp.049-056

и заполните  форму 

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

.

 

Eng

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.2018.09.pp.049-056

and fill out the  form  

 

.

 

 

 
Поиск
Баннер
Журнал КОНТРОЛЬ. ДИАГНОСТИКА
Баннер
Баннер
Баннер
Rambler's Top100 Яндекс цитирования