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.
قیمت
قیمت این مقاله: 38000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
مدل مدیریت کیفیت خدمات (QoS) در یک سیستم توزیعی به اشتراک گذاری و ذخیره سازی داده ها
نام انگلیسی
Model of QoS Management in a Distributed Data Sharing and Archiving System
تعداد صفحه به فارسی
۳۰
تعداد صفحه به انگلیسی
۱۰
کلمات کلیدی به فارسی
سیستم های ذخیره سازی توزیعی, موافقت نامه سطح خدمات, کیفیت سرویس / خدمات (QoS)
کلمات کلیدی به انگلیسی
Distributed storage systems, Service level agreement, Quality of service
مرجع به فارسی
دانشگاه علوم و فناوری AGH، کالج علوم کامپیوتر، الکترونیک و ارتباطات، دپارتمان علوم کامپیوتر، لهستان،
الزویر
مرجع به انگلیسی
Procedia Computer Science; International Conference on Computational Science; AGH University of Science and Technology, Faculty of Computer Science, Electronics and Telecommunications, Department of Computer; Science, Krak´ow, Poland; AGH University of Science and Technology, ACC Cyfronet AGH, Krak´ow, Poland; Elsevier
کشور
لهستان
مدل مدیریت کیفیت خدمات (QoS) در یک سیستم توزیعی به اشتراک گذاری و ذخیره سازی داده ها
چکیده
کاربردهای علمی الگوی چهارم علوم در ارتباط با مقادیر زیادی از داده های قابل ذخیره در ابزاره های ذخیره سازی مختلف یا سیستم های گوناگون می باشد. سیستم های ذخیره سازی توزیعی غالباً برای ذخیره نمودن این داده ها مورد استفاده قرار می گیرند. برخی از ضروریات مرتبط با این سیستم های ذخیره سازی را می توان ویژگی های ارائه خدمات (QoS) دانست که به طور رسمی در توافق با موافقت نامه سطح خدمات عنوان می گردند. مدیریت QoS در سیستم های ذخیره سازی توزیعی به عنوان یک وظیفه چالش برانگیز به شمار آمده که در آن می بایست ناهمگنی های محتمل ابزاره های مختلف ذخیره سازی، الگوهای در حال تغییر دینامیکی دسترسی به داده ها، ویژگی همزمانی کاربران و همچنین به اشتراک گذاری منابع مختلف ذخیره سازی را در نظر گرفت. این مشکل به هنگامی بیش از پیش غامض می گردد که محیط های محاسباتی توزیعی با منابع مجازی و به اشتراک گذاشته شده همانند فضاهای ابری را مد نظر قرار دهیم. در این مقاله ما تحقیق خود، در ارتباط با روشهای مدیریت عملکرد ذخیره سازی با توجه به QoS در محیط های توزیعی که بر مبنای پروژه ۲ ذخیره سازی داده های ملی (NDS2) انجام شده است، را عرضه می نمائیم. در این راستا، یک مدل ذخیره سازی جدید مدیریت QoS ارائه شده و پیاده سازی آن با NDS2 تشریح می گردد.
کلمات کلیدی:سیستم های ذخیره سازی توزیعی، موافقت نامه سطح خدمات، کیفیت سرویس / خدمات
۱- مقدمه
کاربردهای علمی الگوی چهارم [۱] علوم در ارتباط با مقادیر زیاد داده هایی است که قابلیت ذخیره سازی آنها در ابزارهای ذخیره سازی یا سیستم های ذخیره سازی مختلف وجود دارد، و بر این مبنا می توان احتمال به اشتراک گذاری، انتشار و ذخیره سازی یا آرشیو نمودن اطلاعات را مد نظر قرار داد. برخی از ضروریاتی که در ارتباط با این سیستم های ذخیره سازی مطرح می شوند در ارتباط با ویژگی های کیفیت خدمات (QoS) هستند [۲]. مثال های این نوع از ضروریات عبارتند از: مشخص سازی حداقل نرخ انتقال داده، حداکثر نهفتگی یا کمون دسترسی به داده، سطح حداقلی دسترس پذیری و محافظت از اطلاعات و داده ها. این ضروریات به طور رسمی در موافقت نامه سطح خدمات (SLA) که به عنوان بخشی از توافق بین مشتری و فراهم آورنده خدمات می باشد بیان گردیده است.
غالبا ضروریات قانونی شرکتها منجر به الزام جهت ذخیره سازی نوع خاصی از داده ها برای یک مقطع زمانی خاص می گردد. مثال های مرتبط را می توان در رشته هایی همانند ارتباطات از راه دور و پزشکی مدنظر قرار داد. از طرف دیگر، مراکز تحقیقاتی علمی به روز تری از سیستم های توزیعی ذخیره سازی اطلاعات جهت استفاده و تعامل با حجم های بسیار بزرگی از داده ها بهره گرفته اند که امکان انجام تحقیقات در یک مقیاس بزرگتری را برای آنها فراهم آورده است، همانند علوم زمین، بیولوژی، ستاره شناسی. مشتریان متعارف سیستم های ذخیره سازی یا آرشیو اطلاعات را می توان موزه ها، کتابخانه ها و سیستم های مدیریت دولتی خواند. بعلاوه ذکر این نکته ضروری می باشد که کاربران غالباً به سطح خاصی از QoS در ارتباط با امنیت داده ها و دسترسی دراز مدت به آنها نیازمند می باشند.
…
ادامه این مقاله به شرح ذیل سازماندهی شده است. بخش ۲ ارائه دهنده سوابق و تحقیقات مرتبط می باشد. بخش ۳ تشریح کننده پروژه NDS2 است. مدل مدیریت QoS ذخیره سازی اطلاعات که در پروژه NDS2 اعمال شده است نیز در بخش ۴ عرضه می شود. جزئیات پیاده سازی QMS در بخش ۵ ارائه می گردد. نتایج آزمایشات انتخابی در بخش ۶ مشخص می گردد. در نهایت بخش ۷ به نتیجه گیری این مقاله می پردازد.
مدیریت کیفیت خدمات اشتراک ذخیره داده
۲- سابقه و تحقیقات مرتبط
مشکل مدیریت ذخیره سازی با پشتیبانی QoS در بسیاری از مطالعات تحقیقاتی در خلال دو دهه اخیر مورد خطاب قرار گرفته است. این مشکل با شروع سیستم های چند رسانه ای دیجیتال شناسایی شده است، مخصوصاً ارائه سیستم های ویدئویی که ضروریت عملکرد QoS را در ارتباط با زیر ساخت هایی چون سرورها و شبکه های ذخیره سازی اطلاعات خاطرنشان ساخته است. سیستم های ذخیره سازی توزیعی به طور پیوسته ای توجه کلی را به خود جلب نموده اند و در این راستا محیط های محاسباتی گرید و ابری در پروژه های مختلف اعمال گردیده اند. با این حال فراهم آوردن فضای ذخیره سازی مرتبط با SLA و پشتیبانی QoS برای این نوع از زیر ساختارها همچنان یک مسئله چالش برانگیز به حساب می آید. مطالعات مشخصی که در ارتباط با سیستم های ذخیره سازی توزیعی و مدیریت ذخیره سازی برای پشتیبانی از QoS هستند ذیلاً ارائه می شوند.
پروژه های بسیاری وجود دارند که تمرکز خود را معطوف به فراهم آوردن نرم افزارهای خاص جهت ایجاد و مدیریت منابع ذخیره سازی توزیعی نموده اند. برخی از آنها برای فرآینهایی چون راه اندازی و نصب خوشه ای در محدوده محلی طراحی شده اند همانند Lustre [3] و GlusterFS [4]، در حالی که موارد دیگر در محدوده کلی ارائه شده اند که در آن منابع ذخیره سازی از نقطه نظر جغرافیایی پراکنده گردیده اند. مثالهای سیستم های آخری عبارتند از : dCache [5] و iRODS [6]. iRODS متفاوت از دیگر سیستم ها می باشد چرا که این سیستم فراهم آورنده یک موتوری از قواعد و مجموعه ای از خدمات سطح میکرو می باشد که اجازه ساخت جریانات کاری مرتبط با ذخیره سازی کاربر مبنا را می دهد.
در مرجع [۱۰] ایده سرویس ذخیره سازی شبکه توزیعی با تضمین های QoS ارائه شده است. نویسندگان مرتبط نوعی معماری را در این زمینه ارائه نموده و مولفه های اصلی آن و مشکلات تحقیقاتی مرتبط با آن را تشریح نموده اند.
مدیریت عملکرد به عنوان یک مسئله الزامی به شمار می آید که در مطالعاتی که تمرکز آنها بر روی ذخیره سازی بر مبنای QoS و SLA است بیشتر نمود می یابند. فرایند رزرواسیون منابع ذخیره سازی به عنوان روشی به حساب می آید که اجازه تضمین اکید عملکرد را خواهد داد، البته به شرط آنکه نوعی کنترل کامل بر کل سیستم موجود باشد. به هنگامی که سیستم های ذخیره سازی توزیعی مدنظر باشند دو جزء سیستمی به عنوان مهمترین مولفه ها خواهند بود: سخت افزار ذخیره سازی، به طور مثال ابزاره های دیسک کامپیوتر و زیر ساختار شبکه. نقص رزرواسیون منبع بعنوان موردی بحساب می آید که ممکن است سبب بروز مشکلاتی در خصوص فراهم آوردن فضای کافی شود که خود منجر به ناکارامدی استفاده از منابع خواهد شد. یکی از مطالعات مرتبط با این موضوع مرجع [۱۱] می باشد که در آن نوعی پروتوتایپ در ارتباط با سیستم ذخیره سازی توزیعی ارائه شده است که در آن فرایند رزرواسیون عملکرد I/O از طرف کاربر تشریح می گردد.
مدیریت کیفیت خدمات اشتراک ذخیره داده
۳- ذخیره سازی داده شماره ۲ ملی
NDS [16] به عنوان نوعی راهکار لهستان به شمار می آید که هدف آن ایجاد یک سیستم ذخیره سازی توزیعی جغرافیایی برای فرایند بک آپ گیری و ذخیره سازی اطلاعات می باشد. این سیستم در طول کشور با مشارکت مراکز عمده کامپیوتری و دانشگاه های لهستان که عمدتاً شامل مرکز محاسبه آکادمیک CYFRONET AGH در شهر کراکو، مرکز محاسبه آکادمیک در شهر، دانشگاه فناوری Czestochowa، دانشگاه Marie Curie-Skłodowska در شهر لبنین، مرکز شبکه و برنامه نویسی Poznan، دانشگاه فنی Białystok، دانشگاه فنی Łodz، مرکز ابر محاسباتی و شبکه ای Wrocaw می باشد ایجاد شده است. نرم افزار NDS در بستر PLATON [17] مورد استفاده قرار گرفته است که فراهم آورنده خدمات محاسباتی مختلف و مرتبط برای جامعه علمی در لهستان است. NDS همچنین با یک زیرساختار PL-Grid دیگر [۱۸] و یک سیستم ذخیره سازی در مقیاس بزرگ برای محاسبات علمی به صورت یکپارچه ارائه گردیده است.
NDS2 [9] یک پروژه جانشین NDS به حساب می آید که هدف آن گسترش عملکرد NDS می باشد و تاکید ویژه ای بر روی امنیت داده ها دارد. پروژه NDS2، با توجه به نگارش نهایی آن، قابلیتهای ذیل را ارائه می نماید:
به اشتراک گذاری ایمن اطلاعات بین کاربران NDS2
انتشار ایمن داده ها برای کاربران خارجی از طریق مکانیزمی که تحت عنوان سندباکس خوانده می شود.
نگارش بندی داده ها و مدیریت آن
طراحی و ایجاد سیستم سخت افزاری برای ارتقای امنیت داده ها بین هر گره و NDS2
ذخیره سازی اتوماتیک و ایمن اطلاعات با توجه به استفاده از فرایند به رمز درآوری داده ها و کنترل جامعیت آنها
مدیریت سلسله مراتبی و کاربران توزیعی
پشتیبانی برای QoS و SLA
حسابداری پیشرفته
مدیریت کیفیت خدمات اشتراک ذخیره داده
۴- مدل مدیریت QoS برای NDS2
سیستم مدیریت QoS (QMS) (شکل ۱) به عنوان مولفه اصلی به شمار می آید که فراهم آورنده پشتیبانی برای QoS و SLA می باشد. مفهوم QMS مدل QoS با تمرکز بر روی عملکرد سیستم های ذخیره سازی، پیاده سازی و تست اولیه نتایج در بخش های بعدی ارائه می شوند.
قابلیتهای NDS2 ذیل نیز مورد مخاطب قرار گرفته اند:
کاربران قابلیت انتخاب یک نرخ انتقال حداقلی داده را خواهند داشت که برای آنها رضایت بخش باشد.
کاربران قابلیت انتخاب یک سطح محافظت اطلاعات را خواهند داشت.
کاربران قابلیت انتخاب یک سطح دسترسی به اطلاعات را خواهند داشت.
سیستم NDS2 قابلیت برآورد سازی نیازهای کاربران از طریق انتخاب منابع ذخیره سازی مناسب، استفاده از خط مشی های تکرار و انتخاب مقادیر بهینه برای پارامترهای پیکربندی NDS2 مختلف برمبنای نظارت پیوسته سیستم های سنجشی QoS مرتبط را خواهد داشت. جزئیات بیشتر در خصوص مفهوم و روشهای محتمل مدیریت ذخیره سازی QoS را می توان در مرجع [۲۱] مورد مطالعه قرار داد، که فراهم آورنده تحقیق قبلی ما در خصوص این پروژه می باشد.
۴ـ۱٫ پارامترهای SLA
پارامترهای SLA تعریف شده برای رویکرد ما [۲۱] به سه کلاس تقسیم می شوند:
پارامترهای عملکرد
پارامترهای محافظت اطلاعات، که مشخص کننده احتمال از دست رفتن اطلاعات یا دسترسی غیرمجاز می باشد.
پارامترهای دسترس پذیری، که مشخص کننده اطمینان پذیری از سیستم NDS2 می باشد.
پارامترهای SLA پیشنهادی از سیستم NDS2 در جدول ۲ لیست شده اند. در این مقاله ما بر روی مسئله عملکرد در ارتباط با پارامترهای SLA تمرکز داریم.
مدیریت کیفیت خدمات اشتراک ذخیره داده
۵- پیاده سازی QMS
کل QMS در زبان برنامه نویسی Python با استفاده از چارچوب Django اعمال می گردد [۲۲] و بر مبنای الگوی طراحی مدل ـ بررسی ـ کنترلر (MVC) می باشد. در حال حاضر، سه ماژول QMS اعمال شده است: نظارت QoS، نظارت SLA و لایه شاخص. هر ماژول حاوی: یک کلاس مدل نگاشت شده به وسیله مدل رابطه ای آبجکت (ORM) برای بانک اطلاعاتی رابطه ای می باشد، همراه با یک کلاس نگرشی برای نشان دادن داده ها و کلاس کنترلر که قابلیت انجام فرایندها و اطلاعات مرتبط را خواهد داشت.
۵ـ۱٫ معماری
معماری QMS در شکل ۳ ارائه شده است. ماژولهای NDS2 که بر مبنای آن ارتباطات QMS نیز مد نظر خواهند بود. کلیه داده ها در یک بانک اطلاعاتی رابطه ای ذخیره شده اند (بانک اطلاعاتی QMS) که به وسیله ORM قابلیت دسترسی به آن وجود دارد. تبادل اطلاعات بین این ماژول ها از طریق بانک اطلاعات QMS یا از طریق برنامه سطح میانجی ماژول ها انجام می پذیرد. Nagios [20] نیز به عنوان بخشی از سیستم نظارتی کلی NDS2 استفاده شده است. Nagios از افزونه های نصب شده بر روی گره های نظارتی استفاده می نماید تا قابلیت حاصل آوردن پارامترهای ضروری را داشته باشد که در رشته وضعیت بازگشتی این افزونه ها قرار گرفته است. LD اقدام به خواندن وضعیت خام این افزونه ها نموده و آنها را در بانک اطلاعات ذخیره می نماید.
۵ـ۲٫ نظارت
دو ماژول نظارتی اصلی وجود دارند. اولین ماژول نظارت QoS می باشد که اقدام به نظارت بر گره های ذخیره سازی از طریق خواندن ویژگیهای عملکرد سطح پایین پارامترها از سیستم عامل غالباً از طریق فایل سیستم و فرایندهای مرتبط در سیستم سنجش QoS می نماید که متعاقباً در جدول مربوطه در بانک اطلاعات QMS ذخیره می شوند. ماژول دوم نظارت SLA می باشد که اقدام به نظارت بر نقص های SLA می نماید. این نظارت کنترل کننده این موضوع می باشد که عملکرد مربوطه به کاربران مشخص شده تحویل گردد و برای این کار اقدام به پویش مقطعه ای لاگ ها و مقایسه آنها با محدوده های SLA برحسب تخصیص های گروه SLA می نماید. در صورت تشخیص نقض، این ماژول ادمین را آگاه نموده و متعاقباً اقدام به محاسبه مجدد ضرایب خط مش SLA (با استفاده از برخی از ویژگی های بهینه سازی تطبیقی بر مبنای پروفایل عملکرد کنونی) می نماید تا قابلیت ارتقای عملکرد تحویلی برای آن کاربر حاصل آید.
مدیریت کیفیت خدمات اشتراک ذخیره داده
۶- نتایج تست اولیه
نتایج تست اولیه نشان دهنده دقت نظارت SLA برحسب عملکرد مورد انتظار به وسیله کاربرد کلاینت در این بخش نشان داده می شود.
۶ـ۱٫ محیط آزمایش
محیط آزمایشی حاوی یک گره دسترسی (AN) می باشد، که بر مبنای آن مدیریت و لایه های دسترسی نصب گردیده و دو ماشین با حجم های ذخیره سازی خارجی به آنها متصل می گردند: SN1-kmd و SN2-kmd.
SN1-kmd به عنوان یک ماشین مجازی XeN به شمار می آید که در میزبان BL460c G6 وجود داشته و دارای پردازنده های اینتل Xeon E5540 2.53GHz می باشد. ماشین اصلی از یک پردازنده چهار هسته ای با ۲ گیگابایت رم برخوردار است. داده ها به صورت فیزیکی بر روی دیسک HP EVA 8000 ذخیره شده که در آن ۲ LUNs با ظرفیت ۱ ترابایت در دسترس می باشد که خاص این ماشین بوده و متعاقباً به یک حجم مشخص به وسیله نرم افزار IBM’s GPFS ارتقا می یابد.
SN2-kmd یک ماشین مجازی VM ـ افزار می باشد که در سرور HP BL460c G7 مستقر بوده و دارای پردازنده های Intel Xeon E5649 2.53GHz می باشد. این ماشین مجازی با دو پردازنده (دو هسته ای) دو گیگابایت رم پیکربندی شده است. داده ها بر روی دیسک های محلی سرور ذخیره می شوند که به وسیله ماشین های مجازی دیگر نیز به اشتراک گذاشته خواهند شد.
۶ـ۲٫ اخطارهای SLA
سیستم SLA فوق الذکر می بایست قابلیت نمایش اخطار را داشته باشد آن هم در صورتی که مقدار فرایند خواندن و نوشتن نرخ انتقال کمتر از محدوده مجاز با توجه به کاربر خاص باشد. سه گروه SLA تعریف گردیده اند. محدوده ها برای این گروه های SLA به میزان ۲۰ MB/s (Limit1)، ۴۰ MB/s (Limit2) و ۶۰ MB/s (Limit3) به ترتیب می باشند. آزمایش SLA با استفاده ای از دستور sftp اعمال شد. در زمان شروع ۱۰ فایل ایجاد گردید که هر کدام دارای اندازه دوگیگابایت می باشند. متعاقباً، هر کدام از آنها با استفاده از دستور ۲ GB. Next ذیل به AN ارسال شدند:
مدیریت کیفیت خدمات اشتراک ذخیره داده
۷- نتیجه گیری و تحقیقات آتی
در این مقاله روش های مدیریت QoS ذخیره سازی اطلاعات برای سیستم ذخیره سازی توزیعی NDS2 ارائه شده است. به عنوان بخشی از تحقیقات یک مدل جدید مدیریت ذخیره سازی QoS مدنظر قرار گرفته و در NDS2 اعمال شد. رویکرد پیشنهادی برای مدیریت QoS بر مبنای رویکرد آماری در ترکیب با یک روش نوین برای مدیریت خط مشی SLA با استفاده از ویژگی های ابتکاری برای مشخص سازی تمایزات دسترسی کاربران به حافظه بر مبنای تعلقات آنها به یک گروه SLA خاص می باشد.
QMS پیاده سازی شده به ما اجازه کنترل متریک های QoS مختلف و پارامترهای SLA را خواهد داد که به عنوان بخشی از این پروژه تعریف شده است. آزمایشات انجام شده نشان دادند که روش پیشنهادی نظارتی پارامترهای عملکرد SLA سطح کاربر، که به صورت داخلی بر روی سرورهای NDS2 اجرا می شود، قابلیت ارائه داده های کاملاً دقیق برای مشتریان متصل به اینترنت را خواهند داشت. بدین روش هیچ نیازی جهت نصب نرم افزار نظارتی بیشتر بر روی کلاینت وجود نخواهد داشت.
تحقیق آتی ما بر روی پیاده سازی و تست روش هایی برای تنظیم اتوماتیک خط مش های SLA به منظور تداوم راهکار SLA تمرکز خواهد داشت.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
