ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ГРАФОВ С МНОЖЕСТВЕННЫМИ РАЗНОТИПНЫМИ СВЯЗЯМИ

Аннотация

В статье рассмотрены вопросы построения отказоустойчивых вычислительных систем, в части структуры и резервирования. При проектировании распределенных вычис- лительных систем (ВС) возникает необходимость учета большого количества факторов, влияющих на производительность, надежность и отказоустойчивость. Для распределен- ных ВС к таким факторам относятся, в том числе структурные характеристики. В ра- боте представлены графики зависимости вероятности безотказной работы ПУ распреде- ленной вычислительной системы от характеристик ее структуры. Применение перспек- тивных способов резервирования, таких как резервирование производительности, сущест- венно повышает сложность задачи проектирования структуры. При резервировании про- изводительности взамен ввода в систему специальных резервных узлов предполагается использование избыточных вычислительных ресурсов внутри задействованных процессор- ных узлов (ПУ). В случае отказа узла его задачи перераспределяются на свободный резерв работоспособных узлов. Для реализации такого способа резервирования системы требует- ся организация многопрограммного режима работы, когда на каждом узле могут одно- временно выполняться несколько задач. Необходимость обеспечения мультипрограммного режима работы приводит к увеличению количества конфигураций системы, подлежащих анализу на этапе проектирования и в случае реконфигурации при отказе. Для снижения трудоемкости анализа отдельно взятой конфигурации предложен подход на основе графов с множественными и разнотипными связями. Использование моделей на основе таких гра- фов позволяет представить структуру вычислительной системы с учетом мультипро- граммной обработки информации и при этом существенно сократить время вычисления базовых характеристик за счет применения связей в виде вектора, позволяющих объеди- нить несколько разнотипных связей.