Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ проблемы исследования 9
1.1. Объект исследования 9
1.2. Методы повышения производительности информационно-вычислительной подсистемы АСУП 21
1.3. Архитектура распределенной информационно-вычислительной системы 24
1.4. Сравнительный анализ современных распределенных информационно-вычислительных систем 30
1.5. Классификация кластерных структур распределенных информационно-вычислительных систем 37
1.6. Уточнение задач исследования. Выбор кластерной структуры 42
1.7. Выводы 44
ГЛАВА 2. Исследование и разработка алгоритмов и процедур формирования виртуального кластера в распределенной информационно-вычислительной системе 45
2.1. Постановка задачи 45
2.2. Обработка типового запроса в кластерной структуре 50
2.3. Стратегия планирования коммутатора 55
2.4. Формальное определение виртуального кластера . 65
2.5. Разработка алгоритмов изменения степени распределенности системы 70
2.6. Выводы 79
ГЛАВА 3. Исследование качества функционирования распределенной информационно-вычислительной системы с перестраиваемой структурой 80
3.1. Обобщенная модель кластерной вычислительной структуры распределенной информационно-вычислительной системы 80
3.2. Разработка моделей функционирования виртуального кластера в распределенной информационно-вычислительной системе 83
3.3. Влияние сети передачи данных на средние задержки 94
3.4. Исследование системных характеристик виртуального кластера в распределенной информационно-вычислительной системе 95
3.5. Выводы 112
ГЛАВА 4. Реализация, экспериментальные исследования и аппробирование средств распределенной информационно- вычислительной системы с перестраиваемой структурой 113
4.1. Пакет программ организации виртуального кластера
в распределенной информационно-вычислительной системе 113
4.2. Результаты экспериментальных исследований распределенной информационно-вычислительной системы 116
4.3. Модернизации системы обработки информации АСУП ООО «МОКА» 130
4.4. Кластерная вычислительная структура в распределенной информационной образовательной системе Г.Владимира 133
4.5. Использование виртуального кластера для защиты распределенной информационно-вычислительной системы 136
4.6. Выводы 140
Заключение 141
Список использованной литературы 143
Список принятых сокращений 154
Приложения 155
- Архитектура распределенной информационно-вычислительной системы
- Формальное определение виртуального кластера
- Разработка моделей функционирования виртуального кластера в распределенной информационно-вычислительной системе
- Результаты экспериментальных исследований распределенной информационно-вычислительной системы
Введение к работе
Актуальность задачи. Одной из важнейших задач в современном промышленном предприятии становится интеграция автоматизированных системам управления производством (АСУП) и автоматизированных системам управления технологическими процессами (АСУТП). Эта тенденция определяется переходом к универсальным стандартам и отказом от применяемых фирменных (разработанных «под заказ») технологий, что определяется их доступностью, открытостью и довольно высоким качеством. Построение АСУП (АСУТП) при использовании данных технологий делает доступ к производственной информации прозрачным и функциональным, обеспечивая простоту установки и администрирования.
Процесс функционирования АСУП, как сложной человеко-машинной системы, сопряжен с обработкой больших объемов данных в условиях трудоемкости применяемых методов обработки и недостаточной своевременности получаемой персоналом управленческой информации. Все это накладывает жесткие требова-ния на характеристики ее информационно-вычислительной подсистемы. При этом наблюдается тенденция все более частого использования распределенных вычис-лений при автоматизации производства и интеллектуальной поддержки процессов управления. Распределенная обработка данных, используя разделение функций АСУП, обладает такими достоинствами, как малое время отклика, высокая доступность, возможность совместного использования ресурсов, инкрементального наращивания мощности как системы в целом, так и ее компонентов. Современная наука определяет распределенную ИВС в качестве технологической основы АСУП, часто делая данные понятия синонимами.
Одной из принципиальных задач распределенных ИВС в настоящее время становится обеспечение минимального времени доступа к ресурсам и подсистема-ми множества одновременно работающих пользователей (процессов). Со-времен-ная наука определяет два пути решения выделенной задачи. Первый ориентирован на улучшение характеристик оборудования, второй связан с оп-
тимизацией и раз-работкой новых моделей и процедур управления. Если минимизация стоимости распределенной ИВС превалирует (что характерно для средних и малых предприятий), то второй подход становится явно предпочтительным.
^ В современной науке накоплен значительный потенциал в области по-
строе-ния, модернизации, оптимизации и оценки качества функционирования распределенных ИВС. Тем не менее, явно не достает эффективных алгоритмов и процедур управления, методов анализа и синтеза распределенных ИВС, особенно в задачах построения АСУП на базе ПК и использующих в качестве
—, коммуникационной среды между подсистемами сеть общего пользования (Ин-
тернет).
Объект исследования диссертационной работы - управляющие распределенные ИВС АСУП реального времени, в которых в процессе обработки информации наблюдается нехватка вычислительных ресурсов.
'ф Целью диссертационной работы является решение научно-технической
за-дачи разработки новых моделей, алгоритмов и процедур управления, на-правлен-ных на повышение производительности и качества обработки информации в АСУП.
Исходя из целей работы, задачами исследования являются:
л 1) Сравнительный анализ методов повышения производительности и каче-
ства функционирования распределенных ИВС АСУП.
2) Синтез новых моделей и алгоритмов функционирования распределен
ной ИВС.
3) Разработка методик оценки эффективности функционирования распре-
^ де-ленной ИВС.
4) Экспериментальное исследование полученных результатов и внедрение
их на производстве.
Методы исследования. Исследования поставленных выше задач проведены с использованием методов теории систем массового обслуживания, теории
графов, теории вероятностей. Проводился анализ структур построения и процессов функционирования распределенной ИВС, моделирование и синтез на их основе оптимальных алгоритмов и моделей обработки информации. Основные научные результаты, выносимые на защиту:
Модели, алгоритмы и процедуры функционирования распределенной ИВС с перестраиваемой архитектурой.
Методика оценки системных характеристик распределенной ИВС с пе-ре-страиваемой архитектурой: среднее время отклика, доля необработанных запросов, эффективность использования.
—, 3) Программное обеспечение разработанных компонентов распределенной
ИВС и результаты экспериментальных исследований. Научная новизна работы:
1) Предложен подход к построению распределенной ИВС АСУП, основан
ный на динамически меняющейся архитектуре распределенной ИВС в зависи-
,ф мости от условий функционирования и обеспечивающий повышение произво-
дительности системы в целом.
2) Разработаны новые модели, алгоритмы и процедуры обработки инфор
мации в распределенной ИВС с перестраиваемой архитектурой, основанные на
системном походе, обеспечивающие эффективное функционирование АСУП на
g базе персональных компьютеров и использующих в качестве коммуникацион-
ной среды между подсистемами сеть общего пользования (Интернет).
3) Предложена методика приближенной оценки качества функционирова
ния распределенной ИВС, основанная на комплексе математических моделей
исследования зависимостей показателей эффективности от системных характе
рі ристик.
Практическая ценность полученных результатов заключается в разработанном программном обеспечении, позволяющем определить/протестировать характеристики распределенной ИВС, а также осуществить расширение ее функциональных возможностей, как в штатном режиме работы системы, так и в
случаях нехватки вычислительных ресурсов и при низком уровне надежности системы. Их применение позволяет более эффективно использовать имеющиеся вычислительные ресурсы распределенной ИВС ЛСУП, а также избежать необоснованных затрат при модернизации АСУП.
Реализация и внедрение результатов работы. Работа по теме диссерта-ци-онной работы проводилась на кафедре ИЗИ ГОУ ВПО «Владимирский госу-дарст-венный университет» в рамках г/б НИР №№ 381/01, 396/03, х/д НИР №№ 3162/04, 3181/05, 3197/05. Полученные результаты исследований внедрены на ЗАО «Завод специального оборудования», ООО «МОКА», а также использовались при разработке трех учебных курсов кафедры ИЗИ ГОУ ВПО «ВлГУ».
Апробация работы и публикации. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на XXII межведомственной научно-технической конференции (Серпухов, 2003), международной научно-практической конференции (Шуя, 2004), 4-й международной научно-технической конференции (Владимир, 2000), межрегиональной выставке «Информационные технологии» (Владимир, 2004, 2005), ярмарке-выставке «Современная образовательная среда» (Моск-ва, 2001, 2003). В процессе исследований опубликовано 13 работ, из них 7 статей и 6 тезисов докладов в трудах Международных и Российских научно-технических конференций и семинаров.
Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы. Общий объем диссертации - 156 страницы, в том числе - 139 страниц основного текста, 11 страниц списка литературы (119 наименований). Диссертация содержит 79 рисунков и 6 таблиц.
Первая глава посвящена анализу проблемы исследования. Выделяется класс распределенных информационно-вычислительных систем обработки информации, исследуемый в работе, определяются основные понятия, используемые для описания систем. На основании проведенного анализа уточняется направление исследований.
Во второй главе исследуются и разрабатываются алгоритмы и процедуры формирования РИВС с перестраиваемой архитектурой (виртуальный кластер ВК). Выделяются 6 типовых процедур обработки запроса в ВК.
Третья глава посвящена исследованию качества функционирования ВК. При использовании аналитических соотношений средствами MatCAD проводится моделирование ВК.
Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиям и вариантам практического использования ВК. Приведены особенности применения ВК для различного рода задач, как сильносвязанных по данным, так и слабосвязанных, приводится описание технологии применения ВК с точки зрения DDoS-атак (организации и защиты).
В заключении перечисляются основные результаты диссертационной работы.
Архитектура распределенной информационно-вычислительной системы
До середины 80-х годов распределенных вычислений как таковых не существовало. Потребность в промежуточном обеспечении в том виде, в каком оно существует сейчас, отсутствовала. Системы, не использовавшие промежуточное обеспечение, классифицировались как однозвенные. С распространением компыотеров и локальных сетей появилась возможность совместного использования данных с помощью многопользовательских версий баз данных для персональных компыотеров. Разрабатываемое программное обеспечение рассматривало сервера как разделяемый жесткий диск, в который добавили функции управления блокировкой файлов и записей. В результате по СПД передавалось огромное количество информации, являющееся фрагментами или даже всей базой данных.
Поиск путей решения этой проблемы привел к появлению классической клиент-серверной модели построения распределенных систем, классифицируя системы, использующие данную модель, как двухзвенные. Клиент-серверная архитектура объединяет в себе простоту использования системы как таковой, возможность использования средств со стороны пользователя и высокую производительность, которую может обеспечить сервер, при выполнении операций совместного доступа к данным. При этом тип используемой операционной системы и оборудование принципиальной роли не играют. Основным требованием является использование одинаковых протоколов и приложений для организации обмена данными. Тем самым обеспечивается возможность использования различных аппаратных и программных ресурсов. Данная архитектура стала довольно популярной. Исследования [15,107,108] показывают рост вычислений с использованием клиент-серверной технологии в диапазоне от 2000 до 2005 годов. Также в этих исследованиях определяется смещение вычислений в сторону использования web-технологий и сети Internet [40,42,96]. Прогнозы демонстрируют переход web-серверов на лидирующие позиции ориентировочно к 2005 году.
Типовая схема организации клиент-серверной архитектуры РИВС представлена на рис. 3. В силу того, что решаемые задачи распределяется между пользовательским компьютером (клиентом) и сервером, используется следующая классификация клиент-серверных систем: 1) РИВС на базе тонкого клиента. В подобных системах большая часть вычислений (обработки данных) осуществляется не сервере, в то время как к функциям пользовательского компьютера относят поддержку пользовательского интерфейса. Переместив большую часть логики приложения на сервер, удалось разгрузить пользовательские компьютеры и сократить сетевой трафик. Следствием стало уменьшение требований к аппаратным ресурсам пользовательских компьютеров. Основным недостатком распределенной системы данного типа является чрезвычайно сложное масштабирование. Распределенные системы на базе тонкого клиента относят к двухуровневой архитектуре; 2) РИВС на базе толстого клиента. Процесс обработки в подобных системах разделяется между клиентом и сервером. Встречаются две разновидности, классифицируемые по роли клиента в процессе обработке данных: обработка у клиента и обработка при сотрудничестве. В первом случае (обработка у клиента) основная часть функций реализуется на базе клиента, а возможности сервера используются в минимальном объеме. Это позволяет использовать сервер для большого количества клиентов. Во втором случае (обработка при сотрудничестве) функции распределены пропорционально между клиентом и сервером, из расчета одновременного использования сильных сторон, как клиента, так и сервера. Распределенные системы на базе толстого клиента относят к двухуровневой архитектуре. Перенос логики приложений в сторону клиента обуславливает необходимость увеличения его аппаратных ресурсов. Пользовательский компьютер в данном случае должен с одной стороны обеспечивать выполнение возложенных функций обработки данных, а с другой стороны обеспечивать поддержку пользовательского интерфейса. Главным недостатком в данном случае выделяют сложности, возникающие при изменении функциональных возможностей используемого программного обеспечения, т.е. при появлении очередной версии приложения приходится устанавливать новое программное обеспечение на пользовательский компьютер; 3) Трехуровневая архитектура РИВС. Данный подход подразумевает нали чие промежуточного звена в двухзвенной архитектуре, рассмотренной ранее. Наличие промежуточного сервера позволяет реализовать систему на базе тон кого клиента. Сам промежуточный сервер осуществляет преобразования запро сов клиента, с одной стороны и преобразования ответов сервера с другой. Про межуточный сервер также способен собирать и обрабатывать данные из не скольких источников (различных по типу и назначению серверов), работая с серверами в роли клиента, осуществлять преобразования протоколов. Таким образом, для клиентов промежуточный сервер представляется сервером, а для серверов - клиентом. Данный подход имеет ряд преимуществ, к которым обыч но относят: повышение производительности серверов, облегчение процесса из менения и усовершенствования логики приложения, которая в данном случае не затрагивает пользовательские компьютеры. Во многих современных систе мах трехзвенная архитектура трансформировалась в л-звенную архитектуру, в которой для выполнения запроса один или несколько промежуточных серверов могут обращаться к нескольким другим серверам.
Формальное определение виртуального кластера
Выявим наиболее приемлемую стратегию планирования. Ранее было сделано предположение об использовании стратегии FCFS.
Целью планирования является определение стратегии распределения ограниченных ресурсов между множеством потенциально конкурирующих процессов (задач), обеспечивающей выполнение ряда требований, таких как беспристрастность, равноправие, малые накладные расходы и т.д. Необходимо, в конечном счете, так распределить процессорное время или другие критические ресурсы, чтобы обеспечить выполнение всех требований системы, таких как время отклика, пропускная способность и эффективность работы.
Рассмотрим общие принципы "планирования для однопроцессорных систем, а в дальнейшем обобщим эти принципы на многопроцессорные и многомашинные системы, выявив приемлемую стратегию планирования для коммутатора кластерной структуры на базе сети передачи данных Internet.
Планирование в однопроцессорных системах. В многозадачных операционных системах процессор занят выполнением одного процесса, в то время как остальные находятся в состоянии ожидания. Для эффективной организации многозадачной системы используется совокупность из нескольких видов планирования, на основе которых выстраивается стратегия планирования (рис.12) [3,16,34,71,89]: 1) Долгосрочное планирование. Осуществляется при создании нового процесса и представляет собой решение о добавлении нового процесса (задания) в очередь. Используется для определения заданий, которым разрешено выполнение системой, определяя степень многозадачности. Данный вид планирования с некоторой точки зрения ограничивает входящий поток заданий. Повышение количества входящих заданий приводит к уменьшению процессорного времени, выделяемого на выполнение каждого задания. Ограничивая входящий поток заданий, долгосрочный планировщик может обеспечить удовлетворительный уровень обслуживания для заданий, выполняемых в данный момент. Если заданию разрешено выполнение, то в зависимости от типа системы оно может быть перенаправлено в очередь среднесрочного или краткосрочного планировщиков. В некоторых системах при планировании новое задание может быть сразу помещено в очередь среднесрочного планировщика, минуя долгосрочный планировщик. По завершении выполнения задания или в случае простоя процессора, происходит вызов долгосрочного планировщика, который решает, какое количество новых заданий следует добавить в очередь. Добавление заданий может осуществляться с учетом: приоритетов; предполагаемого времени выполнения; типа используемого периферийного оборудования и т.п. Комбинируя и объединяя различные типы заданий, долгосрочный планировщик может обеспечить наиболее эффективную загрузку процессора. Для кластерной структуры функции долгосрочного планировщика желательно возложить на коммутатор кластера, в функции которого необходимо включить возможность ограничения входного потока запросов, а также добавить функции по возможной группировке запросов для «пакетного» выполнения на узле обработки. 2) Среднесрочное планирование. Представляет собой процесс принятия решения о добавление задачи в очередь задач, доступных для выполнения. В кластерной структуре данный тип планирования может осуществляться на сервере обработки, представляя собой процесс добавления полученного от коммутатора запроса в очередь запросов выбранного сервера обработки. 3) Краткосрочное планирование. Представляет собой процесс принятия решения о выборе задачи, которая будет выполняться следующей. Краткосрочный планировщик в большинстве случаев также называется диспетчером. Диспетчер вызывается при обнаружении возможности прерывания выполнения или приостановки выполнения текущего задания (например, в момент прерывания таймера или при выполнении операций ввода-вывода). Основная цель диспетчера состоит в распределении процессорного времени с целью оптимизации одного или нескольких критериев поведения системы. Критерии классифицируются на пользовательские и системные. Пользовательские критерии определяются отношением системы к пользователю (его задаче), системные - эффек-тивностью и полнотой использования системы. Для дальнейшего использования определим виды пользовательских и системных критериев. Среди пользовательских критериев выделяют следующие: 1) Время оборота. 2) Время отклика. Этот критерий используется в системах, где процесс вывода результатов обработки запроса может начинаться до момента его завершения, и его обычно пытаются минимизировать. 3) Предельный срок, определяющий максимальное время оборота задания. 4) Предсказуемость, определяющий стабильность ряда критериев, таких как время оборота задания, используемые ресурсы и т.п., при выполнении однотипных заданий независимо от загрузки системы. Среди системных критериев выделяют следующие: 1) Пропускная способность, определяющая количество заданий, завер I шающихся за единицу времени. Данный критерий стараются максимизировать. б) Использование процессора, определяющий процент времени, в течение которого процессор занят выполнением заданий. в) Беспристрастность, определяющий факт рассмотрения всех процессов как равнозначных с точки зрения ресурсов и процессорного времени. Исполь ъ зование приоритетов слегка изменяет данный критерий. г) Баланс ресурсов, определяющий поддержку занятости системных ресур сов, выделяя процессы, которые недостаточно используют важные системные ресурсы. Довольно часто упор делается на пользовательские критерии, особенно для однопользовательских систем. Системные критерии наиболее важны в многопользовательских системах. Планирование оказывает сильное влияние на общую производительность системы, и в большинстве случаев представляет собой процесс управление очередями с целью минимизации задержек и оптимизации общей производительности системы.
Разработка моделей функционирования виртуального кластера в распределенной информационно-вычислительной системе
ВК представляет собой систему, предназначенную для выполнения четко ограниченного набора работ, имеет вполне определенные цели и задачи, поэтому качество его функционирования оценивается с помощью показателей эффективности (ПЭ) - характеристик, определяющих степень приспособленности системы к решению возложенных на нее задач. ПЭ зависят от: 1) Параметров входящего потока заявок (число и интенсивность потока заявок, типы и параметры законов распределения интервалов времени между моментами поступления заявок, допустимые времена ожидания ответов и т.п.). 2) Параметров, характеризующих телекоммуникационно-вычислительные работы информационных процессов, связанных с поэтапной реализацией заявок, и определяющих потребные затраты системных ресурсов (памяти, процессорного времени ЭВМ, каналов передачи данных). 3) Системных параметров, определяющих архитектуру вычислительной сети, включая каналы передачи данных , характеристики технических и программных средств ЭВМ. Для ВК рассматривается совокупность ПЭ, каждый из которых характеризует степень достижения системой некоторой частной цели (согласование в системном плане): среднее время реализации заявки; средняя задержка в обслуживании; средняя производительность. Теория систем массового обслуживания (СМО) [41,98,100,105] - прекрасный инструмент, с помощью которого можно оценить ПЭ. Предметом теории является установление зависимостей между характером потока заявок, числом каналов обслуживания, производительностью элементов системы и эффективным обслуживанием с целью нахождения наилучших путей управления этими процессами. СМО состоит из определенного числа обслуживающих единиц, которые называются каналами обслуживания. В РИВС им соответствуют серверы системы. В качестве каналов связи могут фигурировать компоненты телекоммуникационной среды. Система обслуживания считается заданной, если известны: поток заявок на обработку информации, его характер; множество узлов системы; дисциплины обслуживания узлами заявок. РИВС состоит из узлов обработки (СОИ, ТЦС) и коммуникационной среды. Учитывая сложность и приближенность описания системы при моделировании [35] можно отказаться от представления всей совокупности узлов. Предположим, что входной поток - пуассоновский. Пуассоновский поток обладает одновременно свойствами стационарности, ординарности и отсутствия последействия. В РИВС вероятность поступления определенного количества требований в течение определенного промежутка времени не зависит от начала отсчета времени, а зависит от длины промежутка [1,12,13,37,48], т.е. поток является стационарным. Для стационарного потока вероятность того, что за промежуток (О, t) поступит ровно п требований, равна вероятности поступления п требований за промежуток (a, a+t), где а 0, т. е.:
Суммарный входной поток запросов по своей природе неординарен, т.к. заявки в нем могут поступать одновременно (параллельно) из нескольких источников. В то же время при параллельном поступлении нескольких запросов происходит их накопление в очереди, время пребывания в которой всегда больше интервала их поступления (At). Тогда вероятностью попадания на участок времени At двух или более событий (запросов) можно пренебречь. Таким образом, можно считать, что входной поток является ординарным. Его также можно считать потоком без последствий, т.к. заявки не связаны во времени. Как было отмечено ранее, при выполнении запросов длительность их выполнения зависит от типа и множества выполняемых действий. Учесть все возможные значения крайне сложно как в теоретическом, так и вычислительном отношении. Предположим, что в системе выполняется множество типовых задач обработки, длительность которых существенно не отличается и описывается экспоненциальным законом распределения.
Считается, что выполнение запроса есть процесс неделимый, а получение результатов выполнения запроса возможно только после завершения всего процесса обработки.
При анализе результатов будем учитывать следующие параметры: время отклика; доля необработанных (потерянных) запросов; обобщенный ПЭ системы.
ВК в РИВС можно рассматривать как двухуровневую модель, каждый уровень которой работает по принципам СМО, а взаимодействие между уровнями осуществляется и контролируется коммутатором кластера (рис.26).
На первом уровне модели осуществляется взаимодействие между ППК и коммутатором. Данное взаимодействие описывается в терминах СМО М/М/1 с ожиданием и ограниченной очередью [12,13,37,39,100] с учетом отмеченных ранее ограничений и параметров взаимодействия и обработки. Ограничение длины очереди осуществляется из соображений, что пользователь не будет ожидать ответа бесконечно. Тогда на основе времени ожидания можно определить максимальную длину очереди, которая будет обеспечивать на приемлемом уровне время ожидания ответа на пользовательский запрос.
На втором уровне модели осуществляется взаимодействие между коммутатором и СОИ, и в данном случае их взаимодействие может быть определено в терминах СМО М/М/п, где П определяет количество ППК, подключенных к кластерной структуре. Особенностью данного уровня является отсутствие очереди запросов у СОИ.
Результаты экспериментальных исследований распределенной информационно-вычислительной системы
Программа для генерации диагностической информации использует для своей работы файл с протоколом взаимодействия пользователя с сервером. Формат этого файла может настраиваться независимо для каждого сервера, и число настраиваемых параметров достаточно велико. Программа имеет интерфейс командной строки и должна настраиваться на конкретный формат файлов протокола администратором системы.
Исходный текст программы реализован на языке программирования Perl. Пакет программ включает в себе программы управления сервером и контрольную программу, передаваемую на пользовательский компьютер. Контрольная программа передается в виде скрытого фрейма, который потенциально может быть встроен во все страницы сайта. Для выполнения контрольной программы на пользовательской стороне не должна быть заблокирована возможность выполнения Java-скриптов. Программа реализована средствами языков HTML и JavaScript. Программы подключения и управления ВК размещается в каталоге скриптов HTTP-сервера (для Apache - cgi-bin, каталог может быть изменен путем соответствующей настройки сервера) и вызывается из скрытого фрейма в странице, передаваемой пользователю (вызывается контрольной программой). В процессе работы программы (скрипты).подключения и управляння ВК используют следующие файлы: - need.log - содержит список заданий, которые необходимо выполнить (из расчета одно задание - один ППК); - process.log - содержит список заданий, которые выполняются в данный момент на ППК; - result.log - содержит результаты выполнения заданий на ППК. В процессе выполнения, описание задание (заголовок и служебная информация) последовательно перемещаются в файлах по следующей схеме: need.log - process.log - result.log. Перемещение всех заголовков из файла need.log в файл result.log сигнализирует о завершение процесса выполнения всех заданий на ППК. Для работы приведенного программ подключения и управления ВК необходима установка на сервере интерпретатора языка Perl (в последних версиях HTTP-сервера Apache код интерпретатора языка интегрирован в код сервера). В. каталоге размещения htdocs-файлов необходимо создать каталог "ppk-s", в котором отражается список подключенных к РИВС ППК или в соответствующих строках программ подключения и управления установить имя каталога на приемлемое. Результаты экспериментальных исследовании распределенной информационно-вычислительной системы Экспериментальные исследования проводились с целью проверки возможности организации виртуального кластера на базе существующей РИВС, получения реальных характеристик существующих линий связи, использованных при проведении модельных экспериментов, а также для проверки адекватности полученных математических зависимостей, используемых для расчета характеристик РИВС и ВК. te - время, в течение которого пользователь осуществляет выбор файла для чтения; tne - время, затрачиваемое на передачу выбранного пользователем файла с ТЦС на ППК; /чда - время, затрачиваемое пользователем на просмотр и (или) чтение полученных данных; / - суммарное время работы, определяемое Запрошенный файл полностью передается с сервера, даже при наличии копии данного файла в КЭШе на ППК. По окончании цикла, «пользователь» сразу же начинается следующий цикл. Для имитации пользователя использовалось специальное приложение (отмеченное выше). В ходе эксперимента были исследованы различные варианты структурной организации ИС в сочетании с различными типами сетевых коммуникаций. Исходными данными при проведении эксперимента являлись: 1) Размер запрашиваемого файла равен 50 Кбайт. 2) Время, затрачиваемое пользователем на выбор файла - 0,5 секунд. 3) Время, затрачиваемое пользователем на просмотр файла - 5 секунд. 4) Связь ПИК (рабочей станции пользователя - РСП) и сервера осуществлялась через модем, через internet-провайдера (со скоростью передачи модема -14 400 бит/с, модем - Fax modem GVC 14400). Передача данных осуществлялась с использованием протокола TCP/IP. Сервер имел следующую конфигурацию: IBM PC совместимый компьютер, процессор Pentium-166, 32Mb RAM, операционная система Linux, HTTP-сервер Apache 3.2. 5) Моделировалось подключение 8 пользователей. ППК имели следующую конфигурацию: IBM PC совместимые компьютеры на базе процессоров Intel 80486, Pentium, операционные системы: Windows 9х. 6) Использовалась иерархическая структура управления сервером. 7) Использовалась централизованная топология. Эксперимент проводится при наличии в сети постороннего трафика, при различной загрузке сервера (при 5% и 90%). Подключение пользователей осуществлялось последовательно. В результате эксперимента получены задержки пользователей для различных временных отрезков, вычислены средние задержки при различной загрузке сервера.
