RU2702502C1 - Infocommunication system resources control method - Google Patents
Infocommunication system resources control method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2702502C1 RU2702502C1 RU2018137087A RU2018137087A RU2702502C1 RU 2702502 C1 RU2702502 C1 RU 2702502C1 RU 2018137087 A RU2018137087 A RU 2018137087A RU 2018137087 A RU2018137087 A RU 2018137087A RU 2702502 C1 RU2702502 C1 RU 2702502C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- service
- ics
- resources
- server
- client
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
- G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
- G06F9/46—Multiprogramming arrangements
- G06F9/50—Allocation of resources, e.g. of the central processing unit [CPU]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer And Data Communications (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области информационных технологий и может быть использовано в инфокоммуникационных системах (ИКС).The invention relates to the field of information technology and can be used in infocommunication systems (IKS).
Согласно закону «Об информации …» инфокоммуникационная сеть - это технологическая система, предназначенная для передачи по линиям связи информации, доступ к которой осуществляется с использованием средств вычислительной техники.According to the law “On Information ...” an infocommunication network is a technological system designed to transmit information via communication lines, access to which is carried out using computer technology.
Одной из основных функций управления инфокоммуникационными системами является функция управления ее ресурсами. В контексте управления ресурсами задача управления службами, предоставляющими услуги инфокоммуникационной системе, является одной из важнейших для обеспечения эффективного функционирования самой системы. На функционирование инфокоммуникационных систем в реальных условиях постоянно воздействуют такие дестабилизирующие факторы, как сбои, отказы, ошибки в программном обеспечении, нарушения систем синхронизации, несовершенство архитектурных и проектных решений, конфликты, тупики, аварийные и веерные отключения систем электропитания, вирусы, атаки «хакеров», «спамы» и др.One of the main functions of managing information and communication systems is the function of managing its resources. In the context of resource management, the task of managing the services that provide services to the infocommunication system is one of the most important for ensuring the effective functioning of the system itself. In the real world, the functioning of infocommunication systems is constantly affected by such destabilizing factors as failures, failures, software errors, disturbances in synchronization systems, imperfect architectural and design solutions, conflicts, deadlocks, emergency and fan blackouts, viruses, and “hacker” attacks , Spam, etc.
Таким образом, возникает техническая проблема, которая заключается в малой эффективности известных служб для управления ресурсами ИКС в случае наличия множества разнотипных ресурсов, запрашиваемых динамически на основе контроля тупиковых ситуаций. Способ управления службами, предоставляющими услуги инфокоммуникационной системе, может быть рассмотрен как способ управления ресурсами ИКС.Thus, a technical problem arises, which consists in the low efficiency of well-known services for managing ICS resources in the presence of many heterogeneous resources that are requested dynamically based on the control of deadlock situations. The way to manage services that provide services to the infocommunication system can be considered as a way to manage ICS resources.
Основные услуги служб обеспечиваются различными базовыми или специальными протоколами на основе способов контроля тупиковых ситуаций, положенных в основу так называемого недопущения тупиков при одновременном выполнении нескольких программных процессов. К наиболее распространенным следует отнести способы прерывания процессов, описанных в Трахтенгерц Э.А. «Программное обеспечение параллельных процессов». М., Наука, 1987, 272 с., Дейкстра Э. «Взаимодействие последовательных процессов, в кн. Языки программирования», М., Мир, 1972, с. 3…86, Haberman A.N. Prevention of System deadlocks. - Communications ACM, 1969, vol. 12, N 7, p. 373…377.The main services of the services are provided by various basic or special protocols based on the methods of monitoring deadlocks, which are the basis of the so-called prevention of deadlocks while simultaneously executing several software processes. The most common should include methods of interrupting the processes described in Trachtengerz E.A. "Software for parallel processes." M., Science, 1987, 272 pp., Dijkstra E. “Interaction of sequential processes, in the book. Programming Languages ”, M., Mir, 1972, p. 3 ... 86, Haberman A.N. Prevention of System deadlocks. - Communications ACM, 1969, vol. 12, N 7, p. 373 ... 377.
Недостатком указанных способов прерывания процессов является то, что в блоке формирования пороговых значений назначение допусков на параметры системы осуществляется без учета ее технического состояния, загрузки каналов связи и буферных устройств узлов коммутации.The disadvantage of these methods of interrupting processes is that in the block for generating threshold values, the tolerances for the system parameters are assigned without taking into account its technical condition, loading communication channels and buffer devices of switching nodes.
Известен также ряд способов контроля тупиковых ситуаций, реализующихся при одновременном выполнении нескольких программных процессов. К наиболее близким и выбранным в качестве прототипа изобретения являются способы прерывания процессов, описанные в патенте RU №2287220 «Система и способ предотвращения тупиковых ситуаций с использованием таймера для высокоскоростного нисходящего пакетного доступа», опубл. 11.10.2006 г.There are also a number of ways to control deadlocks that occur when several software processes are executed simultaneously. The closest and selected as a prototype of the invention are the methods of interrupting the processes described in patent RU No. 2287220 "System and method for preventing deadlocks using a timer for high-speed downlink packet access", publ. 10/11/2006
Известным аналогом изобретения является «Способ динамического контроля тупиковых ситуаций инфокоммуникационной системы и устройство для его осуществления» (патент РФ RU №2502123 от 20.12.2012, опубликованный в бюлл. 35). Технический результат указанного изобретения заключается в повышении эффективности определения тупиковых ситуаций, особенно в случае наличия множества разнотипных ресурсов, при неполной априорной информации о требуемых процессам ресурсах, с учетом атрибутов критических ресурсов - показателей надежности технических, программных ресурсов и размеров буферной памяти узлов инфокоммуникационной системы. Указанный технический результат достигается тем, что определяют значения математического ожидания интенсивности отказов i-го критического технического ресурса, размера зоны буферной памяти узла инфокоммуникационной системы, задаются значение временного интервала планируемого выполнения процессов и вычисляют значение коэффициента готовности, сравнивают определенный коэффициент готовности с пороговым уровнем и делают вывод о наличии в инфокоммуникационной системе тупиковых ситуаций.A well-known analogue of the invention is “A method for dynamically monitoring deadlocks of an infocommunication system and a device for its implementation” (RF patent RU No. 2502123 dated 12/20/2012, published in Bull. 35). The technical result of this invention is to increase the efficiency of identifying deadlocks, especially in the case of the presence of many different types of resources, with incomplete a priori information about the resources required for the processes, taking into account the attributes of critical resources - reliability indicators of technical, software resources and buffer memory sizes of nodes of the information and communication system. The indicated technical result is achieved by determining the mathematical expectation of the failure rate of the i-th critical technical resource, the size of the buffer memory area of the infocommunication system node, setting the time interval of the planned process execution and calculating the availability coefficient, comparing a certain availability coefficient with a threshold level and making conclusion about the presence of deadlocks in the infocommunication system.
Несомненным его преимуществом является простота. Недостатком этого способа является то, что он малоэффективен в случае наличия множества разнотипных ресурсов, запрашиваемых динамически, требует частого снятия процессов, что приводит к непроизводительным временным издержкам, а также малую эффективность при возникновении тупиков архитектурного типа, вызываемых множеством разнотипных критических ресурсов с такими атрибутами, как показатели надежности технических и программных ресурсов и размеры буферной памяти узлов системы.Its undoubted advantage is simplicity. The disadvantage of this method is that it is ineffective if there are many different types of resources that are dynamically requested, it requires frequent removal of processes, which leads to unproductive time costs, as well as low efficiency when architectural deadlocks occur, caused by many different types of critical resources with such attributes, as indicators of the reliability of technical and software resources and the size of the buffer memory of system nodes.
Техническая проблема, решаемая изобретением, заключается в малой эффективности известных способов управления ресурсами ИКС в случае наличия множества разнотипных ресурсов, запрашиваемых динамически на основе контроля тупиковых ситуаций.The technical problem solved by the invention is the low efficiency of the known methods for managing ICS resources in the case of the presence of many heterogeneous resources requested dynamically based on the control of deadlock situations.
Технический результат изобретения заключается в расширении возможностей технических средств управления ресурсами ИКС для повышения эффективности контроля технических и программных ресурсов в случае наличия множества разнотипных ресурсов и при неполной априорной информации о необходимых для процессов ресурсах, и в целом производительности функционирования вычислительного комплекса, использующего службы передачи и доставки файлов.The technical result of the invention is to expand the capabilities of technical means of managing ICS resources to increase the efficiency of control of technical and software resources in the case of the presence of a multitude of heterogeneous resources and with incomplete a priori information about the resources necessary for the processes, and in general the performance of a computer complex using transmission and delivery services files.
В основу предлагаемого способа положена такая последовательность прерывания процесса, запросившего некоторые занятые в момент запроса системные ресурсы, которая прерывает и изымает у него все ресурсы, а после освобождения требуемых ресурсов другими процессами, прерванный процесс вновь активизируется до следующего запроса занятых ресурсов.The proposed method is based on such a sequence of interruption of a process that requested some system resources occupied at the time of the request, which interrupts and removes all resources from it, and after releasing the required resources by other processes, the interrupted process is activated again until the next request for occupied resources.
Технический результат изобретения достигается распределением разных этапов операций загрузки серверов служб ИКС таким образом, при которых функция качества - линейная функция переменных при выполнении всего комплекса единичных подопераций на всех этапах операции (9) обращалась бы в максимум.The technical result of the invention is achieved by distributing the various stages of the operation of loading the servers of the ICS services in such a way that the quality function is a linear function of variables when performing the whole complex of unit sub-operations at all stages of operation (9) would go to the maximum.
Предложенный способ управления ресурсами инфокоммуникационной системы по организации и управлении типовыми службами ИКС заключается в выполнении следующей последовательности действий:The proposed method for managing the resources of the infocommunication system for organizing and managing typical ICS services consists in the following sequence of actions:
- определении размещения узлов служб по сетям и узлам ИКС для различных видов операций, исходя из требований устойчивого обеспечения всех пользователей услугами по дистанционному получению, передаче и пересылке файлов и привязке группы пользователей к соответствующим серверам типовой службы;- determining the location of service nodes on networks and ICS nodes for various types of operations, based on the requirements of sustainable provision of all users with services for the remote receipt, transfer and transfer of files and linking a group of users to the corresponding servers of a typical service;
- проведении процедуры присвоения адресов пользователям служб ИКС;- the procedure for assigning addresses to users of ICS services;
- расчете основных параметров серверов (число пользовательских и сетевых портов, их пропускной способности, пропускной способности линий привязки, каналов и трактов);- calculation of the main server parameters (the number of user and network ports, their throughput, throughput of the binding lines, channels and paths);
- осуществлении процедуры управления в соответствии со значениями основных параметров серверов.- implementation of the management procedure in accordance with the values of the main parameters of the servers.
Основной чертой предоставляемых ИКС информационных или телекоммуникационных услуг является то, что не зависимо от вида услуг, даже для тех, которые предполагают организацию взаимодействия двух разнесенных пользователей, она предоставляется с привлечением соответствующего сервера службы. Узлы служб ИКС обычно размещаются на ее граничных узлах (на пограничных узлах ИКС между сетями доступа и транспортной сетью).The main feature of the information or telecommunication services provided by the ICS is that regardless of the type of service, even for those that involve the organization of interaction between two separated users, it is provided with the involvement of the corresponding service server. The nodes of the ICS services are usually located at its border nodes (on the border nodes of the ICS between access networks and the transport network).
Функционирование каждого типа служб ИКС определяется требованиями, предъявляемыми к услугам данного типа и используемым протоколам, которые построены по типовой схеме клиент-сервер.The functioning of each type of ICS services is determined by the requirements for the services of this type and the protocols used, which are built according to the standard client-server scheme.
Работа служб на пользовательском уровне включает несколько этапов:The work of services at the user level involves several stages:
- идентификация (ввод имени-идентификатора и пароля);- identification (entering the identifier name and password);
- выбор каталога;- selection of a catalog;
- определение режима обмена;- determination of the exchange regime;
- выполнение команд обмена;- execution of exchange commands;
- завершение процедуры.- completion of the procedure.
Протокол службы поддерживает две логические связи при организации FTP или SMTP-сессии в ИКС между компьютерами ИКС (фиг. 1), одна из которых предназначена для удаленного доступа, а другая - предназначена для обмена данными.The service protocol supports two logical connections when organizing an FTP or SMTP session in the ICS between the ICS computers (Fig. 1), one of which is designed for remote access, and the other is for data exchange.
Сервер производит операцию открытия порта и ждет соединения с клиентом. Клиент осуществляет операцию активизации порта. Канал остается активным до завершения процедуры. При этом тип IP-сервиса соответствует минимуму задержки, так как этот канал используется для ручного ввода команд. Канал для передачи данных (протокол TCP или SMTP) формируется каждый раз для пересылки файлов или писем. Канал открывается перед началом пересылки и закрывается по коду конца файла. Тип IP-сервиса в этом случае ориентирован на максимальную пропускную способность.The server performs a port open operation and waits for a connection with the client. The client performs a port activation operation. The channel remains active until the procedure is completed. At the same time, the type of IP service corresponds to a minimum of delay, since this channel is used to manually enter commands. A data channel (TCP or SMTP protocol) is formed each time to send files or letters. The channel opens before the start of the transfer and closes by the code of the end of the file. The type of IP service in this case is oriented towards maximum throughput.
Конечный пользователь ИКС взаимодействует с протокольным интерпретатором, в задачи которого входит управление обменом информацией между пользователем и файловой системой, как местной, так и удаленной.The end user of the ICS interacts with the protocol interpreter, whose tasks include managing the exchange of information between the user and the file system, both local and remote.
Сначала по запросу пользователя ИКС или прикладного процесса (клиентов службы) формируется канал управления, который в дальнейшем используется для передачи команд от клиента и откликов от сервера. Информационный канал формируется сервером по команде клиента, он не должен существовать постоянно на протяжении всей FTP или SMTP-сессии и может формироваться и ликвидироваться по мере необходимости.First, at the request of the ICS user or application process (service clients), a control channel is formed, which is subsequently used to transmit commands from the client and responses from the server. The information channel is formed by the server at the command of the client, it should not exist continuously throughout the entire FTP or SMTP session and can be formed and liquidated as necessary.
Канал управления может быть закрыт только после завершения информационного обмена. После того как канал сформирован, клиент может посылать по нему команды. Сервер их воспринимает, интерпретирует и передает отклики.The control channel can be closed only after the completion of information exchange. After the channel is formed, the client can send commands on it. The server perceives them, interprets and transmits responses.
При организации информационного обмена в ИКС между двумя удаленными FTP или SMTP-серверами обмена файлами, когда по инициативе пользователя ИКС осуществляется обмен между двумя серверами FTP (SMTP) (фиг. 2), любая команда обмена выполняется в несколько этапов:When organizing information exchange in the ICS between two remote FTP or SMTP file exchange servers, when, on the initiative of the ICS user, an exchange is performed between two FTP servers (SMTP) (Fig. 2), any exchange command is performed in several stages:
- формирование канала под управлением клиента службы передачи и доставки файлов ИКС;- channel formation under the control of a client of the ICS file transfer and delivery service;
- выбор клиентом номера порта на своем компьютере и осуществление процедуры «открыть» для этого порта;- the client selects a port number on his computer and performs the “open” procedure for this port;
- посылка клиентом серверу службы передачи и доставки файлов ИКС номера порта с помощью команды PORT;- sending by the client to the server of the service of transfer and delivery of ICS files a port number using the PORT command;
- выдача сервером команды в указанный порт ЭВМ-клиента.- server issuing a command to the specified port of the computer client.
Описание команд службы передачи и доставки файлов ИКС приведено в стандарте Совета по архитектуре Internet RFC 959.The description of the commands of the ICS file transfer and delivery service is given in the standard of the RFC 959 Internet Architecture Council.
Служебные команды унифицированы, пользовательский же набор команд может варьироваться. Процесс функционирования службы передачи и доставки файлов ИКС в силу влияния целого ряда случайных факторов (случайность поступления заявок от пользователей ИКС или прикладных процессов на получение данного сервиса, случайное число самих заявок и т.д.) носит вероятностный характер.Service teams are unified, the user set of commands can vary. The process of functioning of the ICS file transfer and delivery service due to the influence of a number of random factors (the randomness of applications from ICS users or application processes to receive this service, a random number of applications themselves, etc.) is probabilistic.
Пользователь ИКС, обращаясь к службе передачи и доставки файлов, ожидает отклика от ближайшего FTP или SMTP-сервера ИКС в течение случайного времени При получении положительного отклика происходят процессы идентификации, выбора режима и каталога, которые занимают случайное время tpridn.The user of the ICS, accessing the file transfer and delivery service, expects a response from the nearest FTP or SMTP server of the ICS for a random time Upon receipt of a positive response, identification, mode and directory selection processes occur that take a random time t pridn .
FTP или SMTP-клиент службы выдает требуемые команды и получает файлы с помощью протокольного интерпретатора, который управляет обменом информацией между пользователем ИКС и файловой системой (местной и удаленной) службы передачи и доставки файлов или системой почтовых ящиков службы ИКС. Время получения требуемой информации tpi также является случайной величиной. Оно минимально, если файлы пересылаются из местной файловой системы, и увеличивается при их пересылке по сетям ИКС. Время tpi также зависит и от размера (объема) запрашиваемого файла. Таким образом, суммарное время взаимодействия пользователя ИКС со службой является случайной величиной и равно:The FTP or SMTP client of the service issues the required commands and receives files using the protocol interpreter, which controls the exchange of information between the ICS user and the file system (local and remote) of the file transfer and delivery service or the ICS mailbox system. The time to obtain the required information tpi also a random variable. It is minimal if files are sent from the local file system, and increases when they are sent over ICS networks. Time tpi also depends on the size (volume) of the requested file. Thus, the total time of interaction between the user of the ICS and the service is a random variable and is equal to:
Как правило, пользователи ИКС-клиенты службы передачи и доставки файлов прикрепляется к соответствующему узлу служб, на котором размещен FTP или SMTP-server, обладающий конечной производительностью и имеющий ограниченное количество портов - n. Они обслуживаются сервером, если тот обладает свободным ресурсом, или переходят в режим ожидания. В соответствии с этим в качестве математической модели типовой службы выбрана модель в виде совокупности систем массового обслуживания с ожиданием, каждую из которых, в соответствии с символикой Кендалла, можно задать как систему .As a rule, users of the ICS client of the file transfer and delivery service are attached to the corresponding service node, which hosts an FTP or SMTP server with finite performance and a limited number of ports - n. They are served by the server, if it has a free resource, or go into standby mode. In accordance with this, the model in the form of a set of queuing systems with expectation, each of which, in accordance with the symbols of Kendall, can be defined as a system, is selected as a mathematical model of a typical service .
Поток требований на услуги от группы пользователей ИКС является случайным, ординарным с отсутствием последействия.The flow of requirements for services from a group of ICS users is random, ordinary with no aftereffect.
На практике допустимо считать, что реальный поток обладает такими свойствами, если он формируется наложением частных потоков от независимых источников, когда их число более 8-10. Обычно эти условия полностью выполняются в ИКС.In practice, it is permissible to assume that a real flow has such properties if it is formed by superposition of private flows from independent sources, when their number is more than 8-10. Typically, these conditions are fully satisfied in the ICS.
Основным параметром обслуживания пользователей ИКС является интенсивность обслуживания μ, в первом приближении равная обратной величине среднего значения (математического ожидания) суммарного времени взаимодействия каждого клиента со службой ИКС, т.е. μcc=(tcc)-1.The main parameter of servicing ICS users is the intensity of service μ, which, to a first approximation, is equal to the inverse of the average value (mathematical expectation) of the total time of interaction of each client with the ICS service, i.e. μ cc = (t cc ) -1 .
Состояния компонента типовой службы ИКС во времени для передачи и доставки файлов на узле доступа со стороны группы пользователей ИКС представлен в виде графа (фиг. 3).The state of a component of a typical ICS service in time for transferring and delivering files on an access node from the side of a group of ICS users is presented as a graph (Fig. 3).
На фиг. 3 стрелками показаны интенсивности перехода из одного состояния компонента типовой службы ИКС в другое. Каждое состояние компонента службы характеризуется числом занятых портов сервера службы на уровне приложений. Тогда со стороны группы пользователей ИКС каждый компонент службы ИКС в динамике описан системой стохастических дифференциальных уравнений, задающих вероятности соответствующих состояний:In FIG. 3 arrows show the intensity of the transition from one state of a component of a typical ICS service to another. Each state of a service component is characterized by the number of occupied ports of the service server at the application level. Then, from the side of the ICS user group, each component of the ICS service is dynamically described by a system of stochastic differential equations that specify the probabilities of the corresponding states:
В установившихся стабильных ситуациях процесс функционирования компонента службы ИКС войдет в некоторый установившийся режим, характеризуемый финальными вероятностями состояний. При этом вероятности того, что все порты сервера компонента службы ИКС свободны, занято ровно k портов, все порты сервера заняты предоставлением услуг службы и s пользователей ИКС ожидают обслуживания, равны соответственноIn stable situations, the process of functioning of the component of the ICS service will go into some steady state, characterized by the final state probabilities. Moreover, the probabilities that all ports of the server of the ICS service component are free, exactly k ports are occupied, all ports of the server are busy providing the services of the service and s of the ICS users are waiting for service, are respectively
где: Where:
Обычно в любой типовой службе ИКС вводится ограничение времени ожидания начала обслуживания службой (например, время ожидания не должно превышать tmax), тогда, очевидно, гарантировать это можно только с какой-то вероятностью, равнойUsually, in any typical ICS service, a time limit for waiting for service to start service is introduced (for example, the waiting time should not exceed t max ), then, obviously, this can only be guaranteed with some probability equal to
где Where
В этих условиях в процессе функционирования ИКС важным является обеспечение заданной вероятности того, что допустимое время ожидания обслуживания не превысит величины, рассчитываемой исходя из соотношения (6). При этом для заданных величин вероятности (6) и максимально допустимого значения времени ожидания обслуживания, определяются параметры управления, задающие, для необходимого трафика обмена, количественные значения параметров службы парных компонент службы ИКС: число выделяемых портов для каждого сервера типовой службы, закрепленных за определенной группой пользователей ИКС (прикладных процессов КСА) и допустимое значение пропускной способности поддерживаемых защищенных транспортных TCP-соединений для типовой службы. При этом число и пропускная способность поддерживаемых транспортных TCP-соединений не являются ограничением для службы ИКС.Under these conditions, during the operation of the ICS, it is important to ensure a given probability that the allowable waiting time for the service will not exceed the value calculated on the basis of relation (6). At the same time, for the given probability values (6) and the maximum allowable value of the service waiting time, control parameters are determined that specify, for the necessary exchange traffic, the quantitative values of the service parameters of the paired components of the ICS service: the number of allocated ports for each server of the typical service assigned to a certain group ICS users (KSA application processes) and the acceptable bandwidth value of supported secure TCP transport connections for a typical service. At the same time, the number and throughput of supported TCP transport connections are not a limitation for the ICS service.
Для отдельных групп пользователей ИКС более важным показателем предоставляемых услуг службы ИКС является среднее время ожидания начала обслуживания каждого требования. В этом случае управление осуществляется по критерию обеспечения заданного значения среднего времени ожидания, не превышающего определенной величины:For certain groups of ICS users, a more important indicator of the provided services of the ICS service is the average waiting time for the start of servicing each requirement. In this case, control is carried out according to the criterion of providing a given value of the average waiting time, not exceeding a certain value:
В соответствии с определенным значением времени Tgm, при превышении которого будет считаться, что служба ИКС недостаточно оперативна и эффективна, вычисляют число выделяемых портов для каждого сервера типовой службы, закрепленных за определенной группой пользователей ИКС и допустимое значение пропускной способности поддерживаемых защищенных транспортных ТСР-соединений.In accordance with a certain value of time T gm , beyond which it will be considered that the ICS service is not efficient enough and efficient, the number of allocated ports for each server of the typical service assigned to a specific group of ICS users and the allowable value of the throughput of supported secure transport TCP connections are calculated .
При реализации предлагаемого способа число и пропускная способность поддерживаемых сервер типовой службы транспортных ТСР-соединений не являются ограничением для службы ИКС.When implementing the proposed method, the number and throughput supported by the server of a typical service of transport TCP connections are not a limitation for the ICS service.
В большинстве практических случаев функционирования ИКС объем пересылаемых файлов или писем таков, что время
Оценка математического ожидания случайного времени tpi осуществлена следующим образом. В первом приближении время пересылки файла или письма в службе ИКС определяется временем поиска требуемого документа в базе данных или файловой системе tpoisk, его объемом и эффективной скоростью передачи файла по установленному транспортному TCP-соединению. При этом среднее значение времени tpi определено из выражения:The mathematical expectation of the random time t pi is estimated as follows. In a first approximation, the time for sending a file or letter in the ICS service is determined by the time it takes to search for the required document in the database or the t poisk file system, its volume and effective speed of file transfer over the established TCP transport connection. The average time t pi is determined from the expression:
В выражении (8) величины и вероятности с индексом у означают значения соответствующей величины j-го типа, Qj - средний объем файла (письма, сообщения обслуживания) j-го типа, Vэф(j) - эффективная скорость передачи по установленному j-му ТСР-соединению.In expression (8), the quantities and probabilities with the index y mean the values of the corresponding quantity of the jth type, Q j is the average file size (letters, service messages) of the jth type, V eff (j) is the effective transmission rate according to the established j- MCP connection.
Таким образом, в заявляемом способе при организации и управлении типовыми службами ИКС выполняются следующие действия (фиг. 4):Thus, in the claimed method, when organizing and managing typical ICS services, the following actions are performed (Fig. 4):
- определяются размещение узлов служб по сетям и узлам ИКС для различных видов операций, исходя из требований устойчивого обеспечения всех пользователей ИКС услугами по дистанционному получению, передаче и пересылке файлов или писем, и привязать группы пользователей к соответствующим серверам типовой службы;- the location of service nodes on the ICS networks and nodes is determined for various types of operations, based on the requirements for the sustainable provision of all ICS users with the services of remotely receiving, transmitting and forwarding files or letters, and linking user groups to the corresponding servers of a typical service;
- проводятся процедуры присвоения адресов пользователям службы ИКС;- The procedures for assigning addresses to users of the ICS service are being carried out;
- рассчитываются основные параметры размещаемых серверов (число пользовательских и сетевых портов, их пропускную способность, пропускную способность линий привязки, каналов и трактов);- the main parameters of the hosted servers are calculated (the number of user and network ports, their throughput, throughput of the binding lines, channels and paths);
- осуществляются процедуры управления в соответствии с полученными значениями.- management procedures are carried out in accordance with the values obtained.
Решение задачи управления ресурсами ИКС в рамках задач управления службами ИКС для двух основных служб: служба ЭП (электронной почты) и служба файлового обмена (ФО) проводится в рамках модели линейного программирования следующим образом.The solution of the ICS resource management problem within the framework of the ICS service management tasks for two main services: the ES service (e-mail) and the file exchange service (FS) is carried out as part of the linear programming model as follows.
Пусть в ИКС развернуты служба ЭП, располагающая NЭП серверами ЭП, и служба ФО, располагающая NФО серверами ФО.Suppose that in the IKS there are deployed an ES service that has N ES servers, and a FD service that has N FD servers.
Службы участвуют в проведении операции, состоящей из четырех этапов OVKS1, OVKS2, OVKS3, OVKS4, причем каждый из серверов может обеспечивать любой из приведенных четырех этапов операции, но, в зависимости от расположения его на определенных узлах ИКС, в разной мере.Services participate in the operation, consisting of four stages O VKS1 , O VKS2 , O VKS3 , O VKS4 , and each server can provide any of the four stages of the operation, but, depending on its location on certain ICS nodes, to a different extent .
Один сервер ЭП может обеспечить определенную долю поддержки каждого этапа операции, выраженную в единичных подоперациях: для первого этапа операции OVKS1-ServЭП(OVKS1), для второго этапа операции OVKS2-ServЭП(OVKS2), для третьего этапа операции OVKS3-ServЭП(OVKS3) и для четвертого этапа операции OVKS4-ServЭП(OVKS4).One ES server can provide a certain share of support for each stage of the operation, expressed in single sub-operations: for the first stage of operation O VKS1 -Serv ES (O VKS1 ), for the second stage of operation O VKS2 -Serv ES (O VKS2 ), for the third stage of operation O VKS3 -Serv VC (O VKS3) and for the fourth stage of operation O VKS4 -Serv VC (O VKS4).
Аналогично, один сервер ФО может обеспечить определенную долю поддержки каждого этапа операции: для операции OVKS1-ServФО(ОVKS1), для операции OVKS2-ServФО(OVKS2), для операции OVKS3-ServФО(OVKS3) и для операции OVKS4-ServФО(ОVKS4).Similarly, one FD server can provide a certain amount of support for each step of the operation: for operation O VKS1 -Serv FD (O VKS1 ), for operation O VKS2 -Serv FD (O VKS2 ), for operation O VKS3 -Serv FD (O VKS3 ) and operation for O VKS4 -Serv FD (O VKS4).
Каждая единичная подоперация каждого этапа обеспечивает определенный вклад в некоторый показатель качества проведенной операции, причем единичная подоперация первого этапа операции обеспечивает единичное качество с1, единичная подоперация второго этапа операции обеспечивает единичное качество с2, единичная подоперация третьего этапа операции обеспечивает единичное качество с3 и единичная подоперация четвертого этапа операции обеспечивает единичное качество с4.Each single suboperation of each stage provides a certain contribution to a certain indicator of the quality of the operation, moreover, a single suboperation of the first stage of the operation provides a unit quality of 1 , a single suboperation of the second stage of the operation provides a unit quality of 2 , a single suboperation of the third stage of the operation provides a unit quality of 3 and unit the suboperation of the fourth stage of the operation provides a single quality with 4 .
Для успешного выполнения операции необходимо, чтобы на каждом ее этапе было выполнено: на первом этапе должно быть проведено не менее n1 единичных подопераций первого этапа, на втором этапе должно быть проведено не менее n2 единичных подопераций второго этапа, на третьем этапе должно быть проведено не менее n3 единичных подопераций третьего этапа и на четвертом этапе должно быть проведено не менее n4 единичных подопераций четвертого этапа.For the operation to be successful, it is necessary that at each stage it is completed: at the first stage, at least n 1 unit sub-operations of the first stage must be carried out, at the second stage at least n 2 unit sub-operations of the second stage must be performed, at the third stage it must be carried out at least n 3 unit suboperations of the third stage and at the fourth stage at least n 4 unit suboperations of the fourth stage should be carried out.
При управлении службами требуется так распределить загрузку серверов служб ИКС подоперациями разных этапов операции, чтобы качество ее выполнения было максимально.When managing services, it is necessary to distribute the load of ICS service servers in sub-operations of different stages of the operation so that the quality of its execution is maximum.
Для решения этой задачи управления службами ИКС формализуем эту задачу. Для этого введем обозначения: - число серверов ЭП, занятых осуществлением поддержки выполнения единичных подопераций первого этапа операции, - число серверов ЭП, занятых осуществлением поддержки выполнения единичных подопераций второго этапа операции, - число серверов ЭП, занятых осуществлением поддержки выполнения единичных подопераций третьего этапа операции, - число серверов ЭП, занятых осуществлением поддержки выполнения единичных подопераций четвертого этапа операции, - число серверов ФО, занятых осуществлением поддержки выполнения единичных подопераций первого этапа операции, - число серверов ФО, занятых осуществлением поддержки выполнения единичных подопераций второго этапа операции, - число серверов ФО, занятых осуществлением поддержки выполнения единичных подопераций третьего этапа операции, - число серверов ФО, занятых осуществлением поддержки выполнения единичных подопераций четвертого этапа операции.To solve this problem of managing ICS services, we formalize this task. To do this, we introduce the following notation: - the number of ES servers engaged in supporting the implementation of individual sub-operations of the first stage of the operation, - the number of ES servers engaged in supporting the implementation of single sub-operations of the second stage of the operation, - the number of ES servers engaged in supporting the implementation of single sub-operations of the third stage of the operation, - the number of ES servers engaged in supporting the implementation of single sub-operations of the fourth stage of the operation, - the number of FD servers engaged in supporting the implementation of individual sub-operations of the first stage of the operation, - the number of FD servers engaged in supporting the implementation of single sub-operations of the second stage of the operation, - the number of FD servers engaged in supporting the implementation of individual sub-operations of the third stage of the operation, - the number of FD servers engaged in supporting the implementation of single sub-operations of the fourth stage of the operation.
Таким образом, в задаче управления фигурируют восемь переменных (элементов решения): , , , , , , , , которые задаются так, чтобы качество выполнения операции было максимально.Thus, eight variables (solution elements) appear in the control problem: , , , , , , , which are set so that the quality of the operation is as high as possible.
При выполнении всего комплекса единичных подопераций на всех этапах операции показатель качества имеет вид:When performing the whole complex of individual suboperations at all stages of the operation, the quality indicator has the form:
При организации управления службами ИКС выбираются такие неотрицательные значения переменных , , , , , , , , (х - число серверов, занятых осуществлением поддержки выполнения единичных подопераций первого этапа операции), чтобы функция (9) от них обращалась в максимум.When organizing the management of ICS services, such non-negative variable values are selected , , , , , , , , (x is the number of servers engaged in supporting the implementation of single sub-operations of the first stage of the operation) so that function (9) addresses them to the maximum.
При этом должны выполняться следующие ограничительные условия, связанные с конечным числом серверов и необходимым количеством проводимых единичных подопераций, т.е.:In this case, the following restrictive conditions must be fulfilled related to the finite number of servers and the required number of unitary sub-operations performed, i.e.:
где: ServЭП(ОBKS1) - доля поддержки каждого этапа операции, выраженная в единичных подоперациях;where: Serv EP (About BKS1 ) - the share of support for each stage of the operation, expressed in single suboperations;
NЭП - количество развернутых серверов службы электронной почты;N EP - the number of deployed email service servers;
Nфо - количество развернутых серверов службы файлового обмена.N fo is the number of file sharing service servers deployed.
Таким образом, окончательно задача управления службами ИКС разработанным способом формулируется так: в процессе функционирования ИКС, при выполнении определенной операции, так распределяются ресурсы служб, выделяются соответствующие сервера служб для выполнения единичных подопераций, т.е. задаются значения переменных , , , , , , , , удовлетворяющие линейным неравенствам (10) и (11), при которых функция качества - линейная функция этих переменных (9) обращается в максимум.Thus, the final task of managing ICS services in a developed way is formulated as follows: in the process of ICS functioning, when performing a certain operation, the service resources are distributed, the corresponding service servers are allocated for performing single suboperations, i.e. variable values are set , , , , , , , satisfying the linear inequalities (10) and (11), for which the quality function - the linear function of these variables (9) turns to the maximum.
Схематично разработанный способ управления ресурсами служб ИКС при выполнении операции изображен на фиг. 4.A schematically developed method for managing the resources of ICS services during an operation is shown in FIG. four.
Сравнение разработанного способа управления ресурсами служб по среднему числу своевременно проведенных операций с существующим способом проводилось по методике, изложенной в журнале «Т-Comm. Телекоммуникации и транспорт» Том 11, №2 2017 г. стр. 48…50. Результаты сравнения приведены на фиг. 5.Comparison of the developed method of resource management services by the average number of timely operations with the existing method was carried out according to the method described in the journal “T-Comm. Telecommunications and Transport ”, Volume 11, No. 2 of 2017, p. 48 ... 50. The comparison results are shown in FIG. 5.
Результаты сравнения разработанного метода управления ресурсами служб ИКС (фиг 5.) показывают существенный рост качественных показателей (в среднем в 2,1-3,2 раза в зависимости от количества серверов в службах) по сравнению с существующими способами не оперативного распределения ресурсов.Comparison results of the developed method for managing the resources of ICS services (Fig. 5) show a significant increase in qualitative indicators (2.1-3.2 times on average, depending on the number of servers in the services) compared to existing methods for the non-operational allocation of resources.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018137087A RU2702502C1 (en) | 2018-10-22 | 2018-10-22 | Infocommunication system resources control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018137087A RU2702502C1 (en) | 2018-10-22 | 2018-10-22 | Infocommunication system resources control method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2702502C1 true RU2702502C1 (en) | 2019-10-08 |
Family
ID=68171031
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018137087A RU2702502C1 (en) | 2018-10-22 | 2018-10-22 | Infocommunication system resources control method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2702502C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20010042123A1 (en) * | 1999-12-21 | 2001-11-15 | Lockheed Martin Corporation | Apparatus and method for resource negotiations among autonomous agents |
US20090006299A1 (en) * | 2004-12-07 | 2009-01-01 | Eric Baum | Method and system for constructing cognitive programs |
RU2502123C1 (en) * | 2012-07-20 | 2013-12-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) | Method for dynamic control of dead-end situations in information and communication system and apparatus for realising said method |
RU2509346C1 (en) * | 2012-07-20 | 2014-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) | Method of monitoring dead-end situations in information and communication system and apparatus for realising said method |
-
2018
- 2018-10-22 RU RU2018137087A patent/RU2702502C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20010042123A1 (en) * | 1999-12-21 | 2001-11-15 | Lockheed Martin Corporation | Apparatus and method for resource negotiations among autonomous agents |
US20090006299A1 (en) * | 2004-12-07 | 2009-01-01 | Eric Baum | Method and system for constructing cognitive programs |
RU2502123C1 (en) * | 2012-07-20 | 2013-12-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) | Method for dynamic control of dead-end situations in information and communication system and apparatus for realising said method |
RU2509346C1 (en) * | 2012-07-20 | 2014-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) | Method of monitoring dead-end situations in information and communication system and apparatus for realising said method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7333974B2 (en) | Queuing model for a plurality of servers | |
JP3382953B2 (en) | Client management flow control method and apparatus on finite memory computer system | |
EP2710784B1 (en) | A method for load balancing of requests' processing of diameter servers | |
CN102369688B (en) | Method for adjusting resources dynamically and scheduling device | |
US9712374B1 (en) | Network services resource management | |
US20140280398A1 (en) | Distributed database management | |
US20220318071A1 (en) | Load balancing method and related device | |
US7006512B2 (en) | Apparatus and methods for managing queues on a mobile device system | |
CN103493449A (en) | Effective Circuits in Packet-Switched Networks | |
CN110535811B (en) | Remote memory management method and system, server, client and storage medium | |
US11159481B2 (en) | Port address translation scalability in stateful network device clustering | |
CN107528891B (en) | Websocket-based automatic clustering method and system | |
WO2005015860A1 (en) | Efficient new e-mail discovery | |
CN105656964A (en) | Implementation method and device for data pushing | |
WO2014173366A2 (en) | Method, device and system for carrying out telecommunication capability group sending | |
RU2702502C1 (en) | Infocommunication system resources control method | |
Kirubandand et al. | Hybrid Server With Zigbee Technology Using Job Scheduling And Queuing Petrinet | |
CN108234542A (en) | A kind of airborne file network implementation method | |
CN107357663A (en) | The method and explorer of resource-sharing | |
CN113687962A (en) | A request processing method, apparatus, device and storage medium | |
US11558301B2 (en) | Method, device, and computer program product for accessing application system | |
CN114531402B (en) | Method and system for storing standard network file | |
US20230130631A1 (en) | Constraint-based underlay tree allocation for data centers | |
US20070220147A1 (en) | Method for Provisioning a Server in a Computer Arrangement | |
CN108156002B (en) | Information processing method, device and system |