منبع پایان نامه درباره مدل فرمال، دیتا سنترها، شبیه سازی

7
اهداف تحقیق 8
سوالات تحقیق 8
مراحل و روش تحقیق 9
دستاوردهای تحقیق 10
نگاهی کلی بر پایان نامه 10
فصل دوم: معرفی و بررسی ابزار فرمال برای مدل سازی سیستم ها 12
Abstract State Machine (ASM) 14
LOTOS 17
مقدمه ای بر جبر پروسه ها 18
VDM-SL 22
شبکه های پتری 23
خصوصیات رفتاری 25
Reachability 26
Boundedness 26
Liveness 26
Reversibility 28
Coverability 28
زیر مجموعه های شبکه های پتری 29
State Machine (SM) 30
Marked Graph (MG) 30
Free-choice net (FC) 31
Extended Free-choice net (EFC) 31
Asymmetric choice net (AC) 31
قضایا و فرضیات 32
مقایسه و جمع بندی 35
فصل سوم: بررسی معماری دیتا سنترها 38
Microsoft Hyper-V 39
بررسی اجزاء معماری Hyper-V 42
APIC 43
Child Partition 43
Hypercall 43
Hypervisor 43
IC 43
I/O stack 44
Root Partition 44
VID 44
VMBus 44
VMMS 44
VMWP 44
VSC 45
VSP 45
WinHv 45
WMI 45
نقاط ضعف 46
Xen 46
بررسی اجزاء معماری Xen 48
Xen Hypervisor 48
Domain 0 48
Domain U 49
Xenstored 50
ارتباطات مابین دامنه صفر و دامنه های U 50
VMware ESXi 50
بررسی اجزاء معماری VMware ESX 52
VMkernel 52
File System 52
CIM 53
طراحی یک معماری برای دیتا سنتر 54
مختصری درباره vSphere 56
سرویس های زیر ساختی vSphere 58
سرویس های کاربردی vSphere 59
سرور VMware vCenter 59
Client ها 59
ESX 59
vCenter Server 59
VMFS 59
SMP 60
VCMS 60
VI Client 60
VMware VMotion 60
Storage VMotion 60
VMware HA 61
DRS 62
Consolidated Backup 63
vSphere SDK 63
Fault Tolerance 64
سرویس های توزیع شده در vSphare 64
معماری شبکه 64
معماری محل ذخیره سازی داده ها 66
معماری سرور مدیریت VirtualCenter 69
User Access Control 70
Core Service 71
جمع بندی 71
فصل چهارم: ارائه مدل فرمال برای دیتا سنتر و تحلیل آن 72
تشریح دیتا سنتر نمونه 73
ارائه مدلی از رفتار کلی دیتا سنتر 77
ارزیابی و تحلیل مدل فرمال 87
4.2.1.1. Liveness 87
4.2.1.2. Safeness 87
4.2.1.3. Reversibility 89
بررسی لایه های پایینتر مدل فرمال 90
بررسی نحوه کار سرویس HA 91
شرح سرویس VMware HA 91
ارائه مدل فرمال از نحوه کار سرویس HA 95
تحلیل و ارزیابی مدل 98
4.3.3.1. Liveness 99
4.3.3.2. Safeness 101
4.3.3.3. Reversibility 102
بررسی نحوه کار سرویس Fault Tolerance 106
تشریح ساختار سرویس Fault Tolerance 106
ارائه مدل فرمال از نحوه کار سرویس Fault Tolerance 110
تحلیل و ارزیابی مدل 111
4.4.3.1. Liveness 112
4.4.3.2. Safeness 113
4.4.3.3. Reversibility 113
بررسی نحوه کار سرویس VMotion 114
تشریح ساختار سرویس VMotion 114
ارائه مدل فرمال از نحوه کار سرویس VMotion 118
تحلیل و ارزیابی مدل 119
4.5.3.1. Liveness 120
4.5.3.2. Safeness 121
4.5.3.3. Reversibility 122
بررسی ساختار داخلی ESX hypervisor 124
تشریح ساختار ESX 124
ارائه یک مدل فرمال از نحوه کار ESX 125
بررسی و تحلیل مدل 129
4.6.3.1. Liveness 129
4.6.3.2. Safeness 131
4.6.3.3. Reversibility 132
تشریح ساختار سیستم ذخیره سازی در ESX 133
تشریح ساختار سیستم ذخیره سازی 133
ارائه یک مدل فرمال از نحوه کار سیستم ذخیره سازی در ESX 138
بررسی و تحلیل مدل 144
4.7.3.1. Liveness 144
4.7.3.2. Safeness 145
4.7.3.3. Reversibility 146
معماری ساختار شبکه در ESX 148
تشریح ساختار شبکه 148
ارائه مدل فرمال برای ساختار شبکه در ESX 155
بررسی و تحلیل مدل 161
4.8.3.1. Reversibility 161
4.8.3.2. Liveness 163
4.8.3.3. Safeness 165
معماری سوئیچ مجازی در ساختار شبکه 165
تحلیل ساختار سوئیچ مجازی 165
ارائه یک مدل فرمال برای سوئیچ مجازی 169
بررسی و تحلیل مدل 172
4.9.3.1. Liveness 172
4.9.3.2. Safeness 173
4.9.3.3. Reversibility 174
جمع بندی 175
فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهادات 176
مراجع 180
پیوست: مجموعه کامل مدل های پتری طراحی شده در پایان نامه 186
چکیده به زبان انگلیسی 195

فهرست جدول ها

عنوان و شماره صفحه

جدول 2.1. خلاصه مقایسه ابزار توصیف فرمال 36
جدول 3.1. سیستم های عامل قابل پشتیبانی توسط Hyper-V R2 41
جدول 3.2. سیستم های عامل قابل پشتیبانی توسط Xen نسخه 3. 47
جدول 4.1. گزارهای فعال در وضعیت های M0 الی M15 از مدل پتری 4.30 164
جدول 5.1. خلاصه نتایج به دست آمده از تحلیل رفتار زیر سیستم ها و سرویس های VMware ESX 177

فهرست شکل ها

عنوان صفحه

شکل 1.1. نحوه قرارگیری لایه های نرم افزاری بر روی سرور 4
شکل 1.2. شمای کلی دیتا سنتر با معماری مجازی 5
شکل 2.1. مثال هایی از زبان های فرمال و تقسیم بندی آنها ]10[ 13
شکل 2.2. روال طراحی یک سیستم نمونه به کمک زبان های فرمال ]10[ 14
شکل 2.3. نقطه gate در جبر پروسه ها ]4[ 18
شکل 2.4. مدل تولید کننده- مصرف کننده به کمک LOTOS ]17[ 19
شکل 2.5. مثالی از مدل سازی یک پروتکل به کمک شبکه های پتری ]23[ 25
شکل 2.6. نمونه ای از شبکه پتری non-Live ]23[ 27
شکل 2.7. نشانه گزاری برای: a) مجموعه موقعیت های ورودی و خروجی برای t و b) مجموعه گزارهای ورودی و خروجی برا
ی p ]23[ 30
شکل 2.8. مثال هایی از زیر مجموعه های شبکه های پتری ]23[ 32
شکل 2.9. یک شبکه پتری و گراف نشانه دار مربوط به آن ]23[ 33
شکل 3.1. معماری سطح بالای Hyper-V ]40[ 42
شکل 3.2. شمایی از معماری Xen ]51[ 47
شکل 3.3. نحوه سرویس دهی به ماشین میزبان توسط Qemu-DM ]51[ 49
شکل 3.4. شمایی از معماری VMware ESXi ]3[ 52
شکل 3.5. ساختار شماتیک مدیریت CIM ]3[ 54
شکل 3.6. مثالی از مفاهیم میزبان، کلاستر و مخزن منابع ]60[ 58
شکل 3.7. طرز کار سرویس HA ]61[ 62
شکل 3.8. شمایی از معماری شبکه در محیط مجازی ]60[ 65
شکل 3.9. شمایی از معماری ذخیره سازی ]60[ 66
شکل 3.10. طرز کار RDM ]60[ 68
شکل 3.11. شمایی از ساختار سرور مدیریت VirtualCenter ]60[ 70
شکل 4.1. زیر ساخت دیتا سنتر مجازی ]63[ 73
شکل 4.2. یک الگوی نمونه برای زیر ساخت دیتا فیزیکی سنتر ]60[ 75
شکل 4.3. ساختار شماتیک دیتا سنتر نمونه 76
شکل 4.4. مدل پتری طراحی شده برای دیتا سنتر نمونه 78
شکل 4.5. گراف پوشا برای مدل پتری شکل 4.4 88
شکل 4.6. نتیجه تحلیل فضای حالت به وسیله نرم افزار PIPE 89
شکل 4.7. مدل پتری نحوه کار سرویس HA 96
شکل 4.8. عضویت شبکه 4.7 در زیرکلاس های شبکه های پتری 100
شکل 4.9. گراف پوشای مدل 4.7 101
شکل 4.10. نتیجه تحلیل فضای حالت بر روی مدل 102
شکل 4.11. نحوه توزیع توکن در وضعیت S8 103
شکل 4.12. شبیه سازی شبکه پتری شکل 4.7 104
شکل 4.13. چندین نمونه از شبیه سازی اجرای شبکه پتری 105
شکل 4.14. مدل پتری نحوه کار سرویس Fault Tolerance 110
شکل 4.15. نحوه توزیع توکن ها در M3 و M4 112
شکل 4.16. گراف پوشای مدل پتری شکل 4.14 114
شکل 4.17 مدل پتری نحوه کار سرویس VMotion 118
شکل 4.18. گراف نشانه دار (G, M_0) مربوط به مدل 4.17 120
شکل 4.19. گراف پوشای مدل 4.17 123
شکل 4.20. مدل پتری طرز کار ESX 125
شکل 4.21. گراف جهت دار معادل شبکه پتری 4.20 130
شکل 4.22. گراف پوشای کدل پتری 4.20 132
شکل 4.23. نمای شماتیک مدل چند لایه ای سیستم ذخیره سازی در ESX ]63[ 134
شکل 4.24. مدل پتری ارائه شده از نحوه کار سیستم ذخیره سازی در ESX 139
شکل 4.25. گراف جهت دار متناظر با مدل پتری 4.24 144
شکل 4.26. گراف پوشای شبکه پتری 4.24 146
شکل 4.27. نرم افزار تحلیلگر گراف، در حال اجرای الگوریتم اول عمق 147
شکل 4.28. نحوه ارتباط کارت شبکه مجازی و سوئیچ مجازی ]62[ 149
شکل 4.29. شمای کلی از ساختار شبکه در سرور ESX 153
شکل 4.30. مدل پتری تهیه شده از ساختار شبکه در ESX 156
شکل 4.31. گراف پوشای مدل پتری شکل 4.30 162
شکل 4.32. جستجوی اول عمق گراف شکل 4.31 163
شکل 4.33 مدل فرمال از نحوه کار سوئیچ مجازی 170
شکل 4.34. گراف جهت دار متناظر با مدل پتری 4.33 173
شکل 4.35. گراف پوشای مدل پتری 4.33 174

فصل اول: مقدمه

بیان مسئله و ضرورت تحقیق

نیاز بشر به پردازش و ذخیره سازی اطلاعات در دهه های گذشته همواره رشد صعودی و شتابدار داشته است. به گونه ای که حرکت از سیستم های توزیع شده بر روی سوپرکامپیوترهای گران قیمت به شبکه های بسیار پر قدرت و ارزان در مدت نسبتا کوتاهی صورت گرفته است. همچنین نیاز به مدیریت اطلاعات، پردازش، گردش کار و دیگر ابزار مدیریتی همواره رشد فزاینده داشته است. به طبع این نیاز، ساختار سیستم های کامپیوتری در سطوح فنی و مدیریتی نیز رشد کرده و پیچیده تر شده است.
به منظور جوابگویی به این حجم فزاینده درخواست ها و نیاز بازار به منابع پردازش و ذخیره سازی اطلاعات و نیز به منظور ارائه سرویس های مورد نیاز با کیفیت مناسب و قابل رقابت، یکی از بهترین راه های پیشنهاد شده، متمرکز نمودن این منابع و مدیریت صحیح آنها است. به این منظور و برای به حداکثر رساندن کیفیت خدمات و حداقل نمودن هزینه ها یکی از رایج ترین راهکارهای موجود راه اندازی مراکز داده یا دیتا سنتر ها می باشد. در این طرح با آماده سازی زیر ساخت های فیزیکی، امنیتی، شبکه ای، سخت افزاری و نرم افزاری، مجموعه ای از سرورهای قدرتمند برای ارائه سرویس های مورد نیاز مشتریان در نظر گرفته می شود. این سرورها با خطوط بسیار پر سرعت بر حسب نیاز به اینترنت یا شبکه های سازمانی متصل می گردند و با نصب سیستم های عامل و نرم افزارها و سرویس های مورد نیاز به کاربران خدمات لازم را ارائه می نمایند. با وجود چنین مراکزی دیگر سازمان ها و مراکز تجاری، صنعتی، دانشگاهی و غیره نیازی به راه اندازی مراکز سرویس دهی محلی2 و نیز متحمل شدن هزینه های نگهداری، به روز رسانی و استخدام متخصصین نخواهند داشت. در ادامه به بررسی اجمالی دیتا سنترها خواهیم پرداخت تا بتوانیم طرح پیشنهادی را تشریح نمائیم.
تعریف دیتا سنتر: مجموعه ای از سیستمهای پشتیبانی (از جمله زیر ساخت سخت افزاری passive، زیرساخت خنک کننده، زیر ساخت تامین انرژی، اطفاء حریق و غیره)، منابع پردازشی سخت

Author: mitra4--javid

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *