ВВЕДЕНИЕ 4
1 Анализ предметной области 7
1.1 Основные определения 7
1.2 Обзор инструментов для моделирования 13
1.3 Анализ инструментов для моделирования 15
1.4 Вывод по главе 17
2 Аналитический обзор существующих облачных сервисов 18
2.1 Существующие облачные сервисы 18
2.1.1 Google App Engine 18
2.1.2 Amazon Web Services 19
2.1.3 Microsoft Azure 19
2.1.4 DigitalOcean 20
2.1.5 NeoServer 21
2.2 Анализ существующих облачных сервисов 21
2.3 Вывод по главе 23
3 Структурная и функциональная схемы сервиса 24
3.1 Структурная схема сервиса 24
3.2 Функциональная схема сервиса 26
3.3 Вывод по главе 27
4 Проектирование модели системы управления ресурсами 28
4.1 Задания и их распределение 28
4.2 Пользователи и их поведение 30
4.3 Входные параметры системы управления ресурсами 33
4.4 Статистика обращения пользователей к сервису 33
4.5 Grid-система Сибирского Федерального Университета 36
4.6 Вывод по главе 37
5 Разработка модели системы управления ресурсами 38
5.1 Графическое отображение модели системы управления ресурсами .. 38
5.2 Время выполнения заданий и время простоя ресурсов 42
5.3 Вывод по главе 44
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 46
Повышение потребности в использовании высокопроизводительных ресурсов, связанное с быстрым темпом развития современных наук, таких как биология, химия, физика, гидродинамика и др., способствует расширению области применения подхода, который предусматривает предоставление вычислительных мощностей суперкомпьютерных и дата центров в виде некоторого сервиса, услуги.
Одной из основных моделей, использующих данный подход, является вычислительная система. Вычислительная система - это совокупность взаимосвязанных процессоров или ЭВМ, периферийного оборудования и программного обеспечения, предназначенного для сбора, хранения, обработки и распределения информации. Вычислительная система отличается от ЭВМ наличием нескольких вычислителей, реализующих параллельную обработку.
По типу ЭВМ или процессоров, используемых для построения ВС различают однородные и неоднородные системы. Однородны вычислительные системы предлагают комплексирование однотипных ЭВМ или процессоров, а неоднородные - разнотипных. На сегодняшний день однородные вычислительные системы широко известны и хорошо понятны, в отличии от неоднородных. Организация и создание неоднородных вычислительных систем значительно сложнее, так как необходимо учитывать различные технические и функциональные характеристики всех составляющих системы, следовательно, усложняется обслуживание систем и их модернизация. Неоднородные вычислительные системы породили технологию grid и, соответственно, grid-системы.
Grid-системой является географически распределенная инфраструктура, построенная на основе множества разнородных сетевых ресурсов и используемая для решения научных задач на больших вычислительных мощностях. Grid является скоординированной, стандартизованной и открытой средой, что позволяет осуществлять оптимальное распределение вычислительных ресурсов для запуска поступающих на вход системы заданий. Такие системы распределяют ресурсы, не находящиеся под единым центром управления, используют общие протоколы и интерфейсы, а также обеспечивают нужный уровень обслуживания.
В подавляющем большинстве случаев эффективное использование ресурсов вычислительных и grid систем возможно только при условии применения специализированного программного обеспечения, позволяющего сократить время на решение прикладных задач, а также упростить процедуры пользования системами обработки данных. В связи с этим актуальной является задача разработки системы управления вычислительными ресурсами.
Для оценки эффективности работы такой системы, наиболее удобно использовать подход, заключающийся в разработке соответствующей модели вычислительной системы и последующей симуляции запуска различного вида вычислительных задач.
Объектом исследования являются организация управления высокопроизводительными вычислительными ресурсами.
Предметом исследования являются существующие инструменты имитационного моделирования систем, а также алгоритмы распределения задач в вычислительных системах.
Цель данной работы заключается в создании имитационной модели системы управления вычислительными ресурсами для поиска правильной стратегии выделения ресурсов и проверки эффективности работы такой системы.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
- провести анализ предметной области;
- провести анализ существующих инструментов моделирования и выбрать оптимальный из них;
- разработать модель системы управления высокопроизводительными вычислительными ресурсами;
- оценить эффективности работы разработанной модели.
Целью данной работы было создание имитационной модели системы управления вычислительными ресурсами для поиска правильной стратегии выделения ресурсов и проверки эффективности работы такой системы. В результате проделанной работы было сделано следующее:
- проведен анализ предметной области;
- проведен анализ существующих инструментов моделирования и выбран оптимальный из них;
- разработана модель системы управления высокопроизводительными вычислительными ресурсами;
- оценена эффективность работы разработанной модели.
Созданная модель является инструментом для поиска правильной стратегии выделения ресурсов. Разработанная методика решения задачи объединения облачных и физических ресурсов облегчит работу системным администраторам, использующих высокопроизводительные вычислительные ресурсы. Система предоставляет возможность оценить эффективность различных сценариев распределения ресурсов.
