مجازی سازی پیاده سازی اتوماتیک سرویس

مجازی سازی پیاده سازی اتوماتیک سرویس – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه کامپیوتر

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

www.irantarjomeh.com

پیاده سازی اتوماتیک سرویس با استفاده از مجازی سازی

چکیده

پیاده سازی دستی سیستم های کاربردی غالباً نیازمند تخصص هم در زمینه سیستم‌ها و هم در زمینه برنامه‌های کاربردی اصلی یا بنیادین می‌باشد. پیاده سازی اتوماتیک سرویس می‌تواند سبب ارتقای قابل توجه فرآیند پیاده سازی با استفاده از سرویس های پیاده سازی برحسب تقاضا و سرویس‌های خود ترمیم پذیر شود. جهت پشتیبانی از این ویژگیها مقاله جاری نسبت به تشریح یک مورد الحاقی، سرویس فضای کاری گلوباس (Globus Workspace Service)،  اقدام می‌نماید [۱۰]. این مورد شامل ایجاد ادوات مجازی برای سرویس‌های گرید (Grid)، پیاده سازی سرویس از یک انباره یا مخزن و تأثیر گذاری بر زمانبندی‌های سرویس از طریق تغییر خدمات برنامه ریزی اجرایی، ژنراتورها/ تولید کننده‌های مجموعه کاندید  (candidate set generators) یا سیستم های اطلاعاتی می‌باشد.

مجازی سازی پیاده سازی اتوماتیک سرویس

۱- مقدمه

۱-۱٫ مسائل مربوط به پیاده سازی سرویس و سیستم کاربردی

محققین از سیستم های کاربردی نرم افزاری پیچیده (نظیر BLAST، CHARMm، GAMESS-UK) که بوسیله مدیران سایت ها پیاده شده اند استفاده می‌نمایند. آنها می‌بایست سیستم های کاربردی خود را در سایت هایی اجرا نمایند که این سیستمها را در آنجا نصب کرده باشند. محققین نمی‌توانند از منابع شبکه ای استفاده نمایند که در آنها برنامه های کاربردی خود را پیاده سازی نکرده‌اند. این سیستم های کاربردی آنقدر پیچیده می‌باشند که کاربران غالباً توانایی پیاده سازی آنها را بر روی سایت های جدید نخواهند داشت. حتی در صورتی که توانایی پیاده سازی این سیستم‌ها وجود داشته باشد، سیاست ها یا خط مشی های سایت در محیط های تولید گرید غالباً به کاربران اجازه پیاده سازی برنامه های کاربردی جدیدی را نخواهد داد. بنابراین، آنها می‌بایست ازمدیران سایت جهت نصب و پیکر بندی آن دسته از سیستم های کاربردی، که بدان نیاز دارند، استفاده نمایند. چنین رویه استقراری ممکن است موجب بروز برخی از مسائل مرتبط با کسب مجوز و حفظ و نگهداری در هر سایت شود. برنامه های کاربردی ممکن است دارای شرایط خاصی از نظر مجوز باشند و فراهم آورندگان سایت گرید احتمالا خواستار منطبق ساختن خود با این شرایط نمی‌باشند، مخصوصاً به هنگامی ‌این مجوزها مجانی نیز عرضه نمی‌شوند. حتی در صورتی که مسائل مربوط به کسب مجوز نیز حل شوند، پیچیدگی این برنامه های کاربردی ممکن است دانش خاصی را طلب نماید که مدیران سایت احتمالا از آن بی‌بهره هستند.

…

۲-۱٫ اتوماسیون پیاده سازی

پیاده سازی سرویس اتوماتیک می‌تواند سبب ارتقای رویه پیاده سازی به میزان قابل توجهی از طریق کاربرد راهکار پیاده سازی برحسب تقاضا و خدمات خود ترمیمی شود.

در زمینه پیاده سازی برحسب تقاضا، برنامه های کاربردی از یک انباره اطلاعاتی فراخوانی شده و سپس نصب گردیده و قبل از اجرا بر روی سایت مقصد پیکر بندی می‌شوند. این پیاده سازی را می‌توان بوسیله یک فرد دلال (broker) و یا یک سیستم پیش رزرواسیون راه اندازی نمود. پیاده سازی برحسب تقاضا از انباره های متمرکز یا غیر متمرکز استفاده می‌نماید. انباره‌های متمرکز کلیه بسته های نرم افزاری مورد نیاز و لزومی ‌را موقعیتی مشابه با پیکر بندی آنها ذخیره می‌نمایند. در انباره های توزیعی، بسته ها در امتداد گرید توزیع می‌شوند. انباره های توزیعی یا آنکه  اقدام به ذخیره سازی اجزای نرم افزاری از قبل بسته بندی شده نموده و از ارجاع‌هایی به پارامترهای وابسته خود برخوردار می‌باشند و یا آنکه اجزای نرم افزاری در حول گرید با استفاده از برخی از راه حل‌های تکرار توزیع می‌شوند. پیاده سازی برحسب تقاضا سبب افزایش خطرات استفاده از سایت‌های شبکه بصورت مخرب خواهد شد. اجزای نرم افزاری پیاده شده جدید ممکن است با اجزای پیاده شده قبلی در تداخل باشند، نرم افزاری که نصب شده است ممکن است نیازمند به اتصالات به شبکه بیرونی باشد، بنابراین، چنین سرویسی در هر یک از منابع سخت افزاری محلی، نظیر دیسک، شبکه، نیروی پردازشی) می‌بایست دارای محدودیت های اکیدی، برحسب توافق سطح سرویس، باشد [۱۳].

۳-۱٫ مجازی سازی و پیاده سازی

پیاده سازی اتوماتیک سرویس را می‌توان بصورت متعاقب از طریق کاربرد مجازی سازی ارتقا داد. معماری های جدید سخت افزاری پشتیبانی بیشتری را برای مجازی سازی فراهم می‌آورند. بنابراین، نرم افزار مربوطه نیز می‌بایست قابلیت کار با این رویکرد را داشته باشد. برنامه کاربردی و رابط های سرویس نیز می‌بایست در ابتدا نصب شده که همراه با کلیه سیستم های وابسته در یک تصویر/ ایمیج ماشین مجازی، بعنوان ادوات مجازی قابل اجرا بر روی سایت های مقصد، عمل می‌نمایند. بر این مبنا، فرآیند پیاده سازی در تعامل با رویه های نصب و فعال سازی ادوات مجازی خواهد بود. محققین شبکه تاکنون برخی از راه حل های این فرآیند را پیاده نموده اند، بطور مثال: سکو یا پلتفرم XenoServer [12]، یا سرویس فضای کاری (WS) [10] برای Globus Toolkit 4 [6].

این مقاله به شرح ذیل سازماندهی شده است. بخش ۲ تحقیقات مرتبط را به بحث می‌گذارد. بخش ۳ مروری در زمینه معماری پیاده سازی را عرضه می‌دارد. بخش ۴ تشریح کننده سرویس ایجاد ادوات مجازی پیشرفته می‌باشد. بخش ۵ راه حل هایی را برای جایگزینی یک برنامه اجرایی جهت شامل نمودن راهکارهای پیاده سازی را ارائه می‌نماید و بخش ۶ رویه های پیاده سازی شده کنونی را مرور می‌نماید و در نهایت بخش ۷ به نتیجه گیری این تحقیق می‌پردازد.

مجازی سازی پیاده سازی اتوماتیک سرویس

۲- تحقیقات مرتبط

سرویس فضای کاری (WS) [10] بعنوان یک پروژه انکوباتور یا مرکز رشد، از محدوده گسترده ای از سناریوها پشتیبانی می‌نماید که شامل فضاهای کاری مجازی، خوشه های مجازی و پیاده سازی سرویس، از نصب یک پشته سرویس بزرگ همانند ATLAS  تا پیاده سازی یک سرویس WSRF واحد، در صورت مهیا بودن ایمیج ماشین مجازی (VM) از آن سرویس، می‌باشد. WS جهت پشتیبانی از چندین ماشین مجازی طراحی شده مشتمل بر XEN [2]، VMWare، VServer، به منظور تکمیل وظیفه آن، خواهد بود.

مجازی سازی پیاده سازی اتوماتیک سرویس

۳- پیاده سازی اتوماتیک سرویس

به منظور پشتیبانی از پیاده سازی اتوماتیک سرویس، رابط WS را می‌بایست از طریق دو سرویس جدید گسترش داد:

 سرویس ساخت ادوات مجازی اتوماتیک (AVS)

این سرویس می‌بایست از رویه پیاده سازی سرویس از طریق ایجاد ادوات مجازی برای سرویس‌های گرید پشتیبانی نماید. ادوات مجازی را می‌بایست در یک انباره مربوط به یک ابزاره خاص، بطور مثال در سرویس محتویات سیستم کاربردی [۸] (ACS)، ذخیره نمود. این سرویس فراهم آورنده یک رابط ساده برای مدیریت آرشیوهای کاربردی (AA) [8] می‌باشد ، که در بردارنده هر دوی بسته های کاربردی و پیکربندی های آنها است. WS می‌بایست قابلیت ارزیابی محتویات این سرویس از طریق استفاده از ارجاع‌های نقطه انتهایی که بوسیله ACS برای هر AA ارائه شده است را داشته باشد. ادوات مجازی (یا ایمیج های سرویس) را می‌بایست به حداقل رساند، چرا که انباره مربوطه احتمالا می‌بایست تعداد زیادی از ادوات مجازی را در خود نگه دارد. در نتیجه، ابزار فشرده ساز ادوات مجازی می‌بایست نسبت به بهینه سازی آرشیو این ادوات، حتی در صورتی که در حال استفاده از فرمت های مختلف تکنیک های مجازی سازی گوناگون نظیر XEN، VMVare یا VirtualPC می‌باشد، اقدام نماید.

۱-۳٫ فرآیند پیاده سازی با معماری پیشنهادی

فرآیند پیاده سازی سرویس مبتنی بر WS با ماشین‌های مجازی XEN در شکل۱ عرضه شده است. این فرآیند شامل دو فاز می‌باشد: فاز ایجاد ادوات مجازی و پیاده سازی سرویس.

مجازی سازی پیاده سازی اتوماتیک سرویس

۴- سرویس ایجاد ادوات مجازی اتوماتیک (AVS)

سرویس ایجاد ادوات مجازی اتوماتیک نسبت به ایجاد و ذخیره سازی ادوات مجازی در یک انباره ACS [8] اقدام نموده تا بدینوسیله این ادوات را برای WS مهیا نماید. این سرویس در یک رابط WS– ACS ساخته می‌شود که سبب اعمال پیاده سازی در گریدها خواهد شد. این رابط می‌بایست قابلیت فعال سازیWS جهت پیاده سازی ادوات مجازی دریافت شده از نمونه های AA از یک انباره ACS را داشته باشد. نمونه های AA اقدام به ذخیره سازی ادوات مجازی و وضعیت آنها می‌نمایند. وضعیت یک ابزار مجازی متشکل از ویژگی های منبع WS و پارامترهای پیکر بندی VM است. این سرویس دارای عملکردی به شرح ذیل می‌باشد:

 ایجاد ادوات مجازی. سرویس AVS اقدام به پیاده سازی رابط AVS-WS می‌نماید. اولین رویه پیاده سازی این سرویس از ماشین مجازی XEN  بهره می‌جوید [۲]. این سرویس ۴ عملیات را فراهم می‌آورد. در ابتدا، اقدام به تولید یک نمونه AA می‌نماید. در وهله دوم، این سرویس به XEN VM دستور ایجاد یک تصویر/ ایمیج دیسک و حافظه حوزه مربوطه را داده و این ایمیج‌ها را در نمونه AA ذخیره می‌نماید. در وهله سوم، سرویس مربوطه اقدام به جمع آوری پارامترهای نصب VM ، نظیر موارد نصب خاص حوزه XEN نموده و در صورت وجود، این شبکه رویه نصب برای حوزه   VM0 را شکل داده و این پارامترها به ویژگیهای منبع WS تبدیل می‌نماید. درنهایت، این سرویس وضعیت ایمیج ‌VM را برای نمونه AA آپلود خواهد نمود. این سرویس مشابه با تکنولوژی های فراهم شده بوسیله بیلدرها یا تولید کننده‌های ابزار مجازی همانند (rBuilder) می‌باشد، با این حال، این سیستم سطح بالاتری از اتوماسیون، برای مهیا سازی ادوات، بر روی سیستم هایی که قبلاً پیاده سازی شده اند، را فراهم می‌آورد.

 بهینه سازی ادوات مجازی. جهت به حداقل رساندن اندازه ادوات مجازی، بایدآنها را فشرده نمود. فشرده سازی موثر ایمیج را می‌توان از طریق رویکرد تزریق نقص یا خطای فعال حاصل آورد که بعنوان یک الگوریتم تشخیص وابستگی انعطاف پذیر مطرح می‌باشد. هر WSRF (چارچوب منبع سرویس‌های وبی) را می‌بایست با استفاده از یک تست junit جهت بهینه سازی و مشخص نمودن اعتبار فرآیند فشرده سازی ایمیج مورد بررسی قرارداد. وابستگی های زیرسیستمی که در طی فرآیند فشرده سازی تشخیص داده شده اند را باید برای استفاده متعاقب، به طور مثال در مستندات CDL [3] (زبان توصیف پیکر بندی) یا در یک توصیف گر پیاده سازی مبتنی بر مدل، ذخیره نمود.

مجازی سازی پیاده سازی اتوماتیک سرویس

۵- سرویس کمکی زمان بندی (SAS)

این سرویس بر روی یک انباره ACS  [۸] ساخته شده و غالباً بوسیله AVS مهیا می‌شود تا آنکه قابلیت ارائه کمک در زمینه مشخص نمودن یک برنامه زمانی جهت اجرای یک درخواست سرویس را داشته باشد، که در آن ملاحضات مربوطه به هردو سایت، جائیکه این سرویس پیاده شده است و جائیکه باید اجرا شود، اما هنوز در آن نصب نشده است، مد نظر قرار خواهند گرفت. در صورتی که سرویس های پیاده شده موجود نباشند، این خصیصه کنترل می‌نماید که آیا هر یک از سایت های متعاقب گرید قابلیت تحویل این سرویس را دارا هستند، تا بدین وسیله بتوان هزینه پیاه سازی را نیز کاهش داد.

۱-۵٫ پیوندهای OGSA-EPS

OGSA-EPS [7] دارای دو اتصال اصلی با جهان بیرون می‌باشد: تولید کننده‌‌ها/ ژنراتورهای مجموعه کاندید (Candidate Set Generators) و سرویس های اطلاعات. به منظور تأثیر بر برنامه‌های زمان‌بندی که EPS ایجاد می‌نماید، سرویس کمکی را می‌توان بر روی هریک از مؤلفه‌های ذیل و یا ترکیبی از آنها نصب نمود:

 تولید کننده‌‌های مجموعه کاندید. سیستم کمکی برنامه زمان بندی نسبت به تولید سایت های کاندید بیشتر برای اجرا اقدام می‌نماید. این سایت ها جزء مولفه‌هایی بشمار می‌آیند که در آنها سرویس‌های مورد تقاضا پیاده نشده اند. در صورتی که کاندیدهای جدیدی اضافه شوند، سیستم پیاده سازی مدیریت شده کانتینر/ محتوا باید مورد پشتیبانی قرار گیرد، در غیر اینصورت SAS، در زمینه سایت های جدیداً ‌اضافه شده، باید نکاتی را برای EPS روشن سازد تا آنکه ملاحظات مرتبط با وظایف پیاده سازی اعمال گردند.

۲-۵٫ ارتقای CSG

سیستم کمکی CSG بعنوان یک کلاسیفایر تطبیقی هستی مدارانه توزیع پذیر [۱۴] ، جهت تعریف مجموعه ای از منابعی مد نظر می‌باشد که یک وظیفه را می‌توان بر روی آن اجرا نمود. CSG قابلیت ایجاد قوانین دسته بندی خود، با استفاده از صفات خاص IS محلی، را خواهد داشت. هرCSG ممکن است دارای یک بازخورد در زمینه عملکرد برنامه زمانی خود باشد که در بر فراز کاندیدهای آن ایجاد شده است تا آنکه توانایی ارتقای متعاقب قواعد طبقه بندی آن با استفاده از یک سیستم فراگیری نیمه هدایت شده را داشته باشد. CSGها اقدام به ایجاد شبکه P2P می‌نماید و درخواست کاندید  EPSها نیز  ممکن است برفراز CSGهای مجاور گسترش یابد تا اقدام به پالایش درخواستی شود که به هنگامی  که کیفیت کاندیدهای کنونی کمتر از یک محدوده خاص بوده‌اند، ارسال شده است.

۳-۵٫ ارتقای EPS

سیستم کمکی EPS دارای رویه های پیاده سازی مختلفی است که منوط به آن می‌باشد که چگونه بخش های دیگر  SAS پیاده سازی شده اند. در صورتی که هر دوی سیستم‌های کمکیCSG و EPS پیاده شده باشند، EPS قابلیت اتخاذ تصمیمات هوشمندانه تری را خواهد داشت. پس از دریافت مجموعه- منبع کاندید، EPS اقدام به ارزیابی رویه پیاده سازی و هزینه های کاربردی سرویس مشخص شده برحسب کاندید می‌نماید. جهت برآورد هزینه های پیاده سازی، EPS اقدام به اعمال پرس وجوی در WS با یک ارجاع نقطه انتهاییACS می‌نماید که مشخص کننده یک ابزار مجازی خاص می‌باشد. در نتیجه، WS می‌بایست با این قابلیت توسعه یابد. هزینه های کاربردی همچنین شامل می‌باشند، بطور مثال، هزینه ارتباطات بین سرویسی، همانند آنکه آیا یک سرویس نزدیکتر با وابستگی های خود پیاده شده است تا براین مبنا هزینه های ارتباطاتی کاهش یابد. بنابراین، EPS جهت ارزیابی تغییر در هزینه ارتباطات، بین نقاط انتهایی تحت تأثیر قرار گرفته، اقدام به ارسال عامل های نرم افزاری می‌نماید( نظیر کنترل نهفتگی یا زمان بیکاری و پهنای باند موجود). SAS دارای یک معماری اتصال – مدار می‌باشد تا آنک قابلیت پشتیبانی از عامل های مختلفی که اقدام به اکتشاف ویژگیهای مختلف رویه های پیاده سازی می‌نمایند را داشته باشند.

۴-۵٫ ارتقای IS

سیستم کمکی IS منابع اطلاعاتی مربوط به سایت‌هایی  را فراهم می‌آورد که قابلیت پذیرش فراخوانی سرویس پس از پیاده سازی را داشته باشند. SAS متریک های مورد نیاز مشخص شده بوسیله طرح GLUE [1] ، نظیر EstimatedResponseTim، WorstResponseTime)، برای هر سایت در گرید برحسب موجود بودن سرویس محلی را محاسبه نموده و آنها را بعنوان ServiceData انتشار می‌دهد.

مجازی سازی پیاده سازی اتوماتیک سرویس

۶- پیاده سازی

۱-۶٫  تعمیم سرویس فضای کاری

سرویس فضای کاری دارای یک معماری اتصال- مدار جهت پشتیبانی از منابع مختلف ادوات مجازی می‌باشد. جهت پشتیبانی از پیاده سازیهای اتوماتیک یک مخزن انباره ابزار مجازی می‌بایست متصل به WS باشد. این امر منجر به تعمیم یا گسترش WS با یک نوع جدیدی از StagingAdapter می‌گردد که تحت عنوان AAStagingAdapter خوانده می‌شود. این آداپتور نسبت به پذیرش Application Archive EPRs بعنوان ورودی اقدام نموده و از سرویس ACS جهت انتقال ادوات مجازی درخواست شده به گره هدف استفاده می‌نماید. بعلاوه این سیستم بطور هوشمندانه ای قابلیت تشخیص این موضوع را خواهد داشت که آیا سرویس ACS از راه دور، که در بردارنده AA می‌باشد، قابلیت پشتیبانی از تعمیم‌های معرفی شده متعاقب در بخش۲-۶ را خواهد داشت یا خیر. رفتار این مشخصه بشرح ذیل تغییر می‌‌کند (جهت جزئیات به شکل۳ رجوع شود):

۲-۶٫ ACS بعنوان یک انباره برای ادوات مجازی

سه ویژگی اصلی در سرویس ACS ما وجود دارد:

 روش های انتقال برای فایل های بزرگ. ویژگی ACS  تنها نیازمند آن خواهد بود که موارد محاط شده و مقوله‌های انتقال AA مبتنی براتصال-WS بوسیله کلیه اشخاصی که اقدام به پیاده سازی سیستم می‌نمایند پشتیبانی شوند.

مجازی سازی پیاده سازی اتوماتیک سرویس

۷- نتیجه گیری و تحقیقات آتی

این مقاله نسبت به تعریف زیرساختاری اقدام می‌نماید که بر مبنای می‌توان اقدام به ایجاد یک راه حل پیاده سازی سرویس اتوماتیک نمود. این سیستم چرخه حیاط سرویس و رویه پیاده سازی برنامه کاربردی از بسته بندی تا اجرای آن را تحت پوشش قرار می‌دهد. ادوات مجازی اصلی با قابلیت خود ترمیمی، برای سرویس های پیاده شده با AVS توان دسترسی بالاتری را فراهم می‌آورند. در عین حال، SAS سرویس های گرید را برحسب تقاضا در اختیار ما می‌گذارد. بنابراین کاربران شبکه بیش از این مقید به سایت هایی که در آن برنامه های کاربردی خود را پیاده کرده‌اند نبوده و حالت عمومیت سیستمی هم اکنون ‌مهیا می‌باشد.

در مباحث آتی رابط ادوات مجازی خود ترمیمی ‌را می‌بایست جهت پشتیبانی از هشدارهای محلی و اعلان‌های گسترده در زمینه ناکارآمدی یا بروز نقص و همچنین برای سیستم های خود کنترلی یا کنترل اتوماتیک توسعه داد. راه حل پیاده سازی برحسب تقاضای انتشار یافته را می‌بایست بیش از این بصورت یک راه حل عمومی‌عرضه داشت تا آنکه قابلیت پشتیبانی از سناریوهای پیاده سازی متعاقب فراهم شود. بعلاوه SAS را می‌بایست به سمت یک سیستم یکپارچه و جامع همراه با سیستم های فرعی مدیریتی اجرایی دیگر در OGSA همانند CDDLM تعمیم و گسترش داد [۳].