Оренбургский государственный университет

Разработка эффективных методов обработки данных распределенных программно-аппаратных ресурсов гибридных облачных систем для обеспечения доступа к мультимедийным образовательным сервисам университетского комплекса

Договор № НК 13-07-00198/14 от 12 апреля 2014 г.

Руководитель: д.т.н., профессор Болодурина И.П.

В ходе реализации проекта для повышения эффективности использования высоконагруженных информационных систем, развернутых в облачной системе, разработаны модели, описывающие основные особенности обслуживания потоков с учетом топологий системы, сетевых сервисов и существующих систем планирования задач, а также методы управления потоками данных между процессами вычислительных задач.

В НИР решена задача модельного исследования облачной системы и оценка эффективности схем управления с учетом различных алгоритмов планирования. С этой целью разработаны: имитационная модель облачной системы, метрики эффективности и методика экспериментального исследования алгоритмов планирования и методов управления потоками данных. Построена и апробирована имитационная модель, определяемая функционалами отдельных вычислительных узлов и связанных с ними потоками между сервисами информационной системы вуза. Определены метрики оценки, включающие: время обслуживания потока заявок, интенсивность обслуживания, дисциплину обслуживания, класс обслуживания, количество заявок и другие показатели.

Разработана методика экспериментального исследования, предполагающая оценку эффективности совместной работы виртуальных машин с учетом алгоритмов планирования и методов управления потоками данных. На основе предложенных подходов в рамках НИР разработан симулятор облачной системы.

В ходе исследования выполнено:

1. Предложена модель, описывающая неоднородные потоки запросов пользователей в высоконагруженных информационных системах (ИС) с последовательно-параллельными фазами в системе массового обслуживания. Модель учитывает особенности работы компонентов "облачной" системы и позволяет оценить ее основные характеристики: загрузку каналов, время отклика приложений, эффективность работы сервисов и надежность ее компонентов.
2. Спроектирована модель потребления ресурсов типовыми веб-приложениями с использованием концепции "облачных вычислений". Применение модели позволяет повысить производительность работы "облачной" системы за счет методов оптимизации и динамического распределения ресурсов, сокращает время отклика приложений.
3. Разработаны алгоритмы управления вычислительными ресурсами, отличающиеся от известных аналогов тем, что они учитывают объем используемых ресурсов, порядок доступа к различным уровням веб-приложений, а также прогнозирующие поведение ИС на основе событийного подхода.
4. Разработана компьютерная модель обработки запросов пользователей интерактивных сервисов инфокоммуникационных сетей, позволяющая исследовать и оптимизировать управление нагрузкой, а также повысить производительность работы "облачной" системы, задействованной при размещении мультимедийных приложений и ее компонентов в условиях физических ограничений вычислительных ресурсов.

Результаты проекта представлены на 6 конференциях, подготовлено две публикации в рецензируемых изданиях перечня ВАК.

На основании полученных в рамках НИР результатов аспирантом Парфеновым Д.И. защищена диссертация на соискание степени кандидата технических наук по специальности 05.12.13 — Системы, сети и устройства телекоммуникаций по теме "Исследование распределения ресурсов в интерактивных сервисах инфокоммуникационных сетей".