Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Giải pháp phòng chống bế tắc trong cung cấp tài nguyên phân tán cho hệ thống máy chủ ảo không thuần nhất

Luận án hướng tới nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật phòng chống bế tắc trong cung cấp tài nguyên phân tán cho hệ thống máy chủ ảo một cách hiệu quả và hỗ trợ giải quyết sự cố bế tắc một cách nhanh chóng kịp thời. Luận án sử dụng mô hình cung cấp tài nguyên không thuần nhất dựa trên mô hình P-out-of-Q trong hệ phân tán.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Giải pháp phòng chống bế tắc trong cung cấp tài nguyên phân tán cho hệ thống máy chủ ảo không thuần nhất LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin khẳng định tất cả các kết quả nghiên cứu được trình bày trongluận án là của riêng tác giả, không sao chép từ bất kỳ một công trình nào khác.Nếu có điều gì không trung thực, tác giả xin chịu hoàn toàn trách nhiệm. Tác giả Nguyễn Hà Huy Cường MỤC LỤCDANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT iiDANH MỤC CÁC KÝ HIỆU ivDANH MỤC HÌNH ẢNH vDANH MỤC BẢNG viiMỞ ĐẦU 1Chương 1. TỔNG QUAN VỀ PHÒNG CHỐNG BẾ TẮC TRONG CUNG CẤP TÀI NGUYÊN PHÂN TÁN CHO HỆ THỐNG MÁY CHỦ ẢO 8 1.1. HỆ THỐNG MÁY CHỦ ẢO VÀ NHỮNG ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN 8 1.1.1. Khái niệm về hệ thống máy chủ ảo . . . . . . . . . . . . . 8 1.1.2. Các phương pháp cung cấp tài nguyên . . . . . . . . . . . 10 1.2. BẾ TẮC TRONG CUNG CẤP TÀI NGUYÊN . . . . . . . . . . . 23 1.3. GIẢI QUYẾT BẾ TẮC TRONG CUNG CẤP TÀI NGUYÊN CỦA HỆ ĐIỀU HÀNH VÀ HỆ PHÂN TÁN . . . . . . . . . . . . 25 1.3.1. Giải quyết bế tắc trong hệ điều hành . . . . . . . . . . . . 25 1.3.2. Giải quyết bế tắc trong hệ thống phân tán . . . . . . . . . 26 1.4. CÁC VẤN ĐỀ TỒN TẠI VÀ TIẾP CẬN CỦA LUẬN ÁN . . . . 33 1.4.1. Tiếp cận Heuristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 1.4.2. Tiếp cận Mô phỏng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 1.4.3. Tiếp cận phân tích hiệu suất cung cấp tài nguyên cho hệ thống máy chủ ảo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 1.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37Chương 2. MÔ HÌNH CUNG CẤP TÀI NGUYÊN PHÂN TÁN GIẢI QUYẾT BẾ TẮC CHO HỆ THỐNG MÁY CHỦ ẢO KHÔNG THUẦN NHẤT 39 2.1. MÔ HÌNH CUNG CẤP TÀI NGUYÊN PHÂN TÁN . . . . . . . 39 2.1.1. Mô hình cung cấp tài nguyên P-out-of-Q . . . . . . . . . . 39 2.1.2. Mô hình cung cấp tài nguyên phân tán M VM-out-of-1PM 42 2.1.3. Mô hình cung cấp tài nguyên phân tán M VM-out-of-N PM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 2.2. MÔ HÌNH CUNG CẤP TÀI NGUYÊN CHO HỆ THỐNG MÁY CHỦ ẢO DỰA TRÊN NỀN TẢNG PHÂN TÁN KHÔNG THUẦN NHẤT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 2.3. CUNG CẤP TÀI NGUYÊN PHÂN TÁN . . . . . . . . . . . . . 51 2.3.1. Khái niệm chương trình phân tán . . . . . . . . . . . . . . 52 2.3.2. Khái niệm tiến trình thực thi phân tán . . . . . . . . . . . 52 2.3.3. Mô hình truyền thông phân tán . . . . . . . . . . . . . . . 54 2.3.4. Trạng thái toàn cục của hệ thống phân tán . . . . . . . . . 55 2.4. GIẢI PHÁP CUNG CẤP TÀI NGUYÊN TẠI LỚP HẠ TẦNG NỀN TẢNG PHÂN TÁN KHÔNG THUẦN NHẤT . . . . . . . . 57 2.4.1. Giải pháp cung cấp tài nguyên cho lớp hạ tầng dịch vụ IaaS 57 2.4.2. Phân tích kết quả mô phỏng . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 2.5. GIẢI PHÁP CUNG CẤP TÀI NGUYÊN CHO MÁY CHỦ ẢO TẠI CÁC TRUNG TÂM DỮ LIỆU . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 2.5.1. Giải pháp cung cấp tài nguyên tại các trung tâm dữ liệu . 62 2.5.2. Phân tích kết quả mô phỏng . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 2.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68Chương 3. GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG BẾ TẮC TRONG CUNG CẤP TÀI NGUYÊN PHÂN TÁN CHO HỆ THỐNG MÁY CHỦ ẢO KHÔNG THUẦN NHẤT 703.1. THUẬT TOÁN CẢI TIẾN SONG SONG PHÁT HIỆN BẾ TẮC TRONG CUNG CẤP TÀI NGUYÊN PHÂN TÁN CHO HỆ THỐNG MÁY CHỦ ẢO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 3.1.1. Thuật toán cải tiến song song phát hiện bế tắc PDDA . . 71 3.1.2. Kiểm chứng thuật toán . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 3.1.3. Đánh giá độ phức tạp của thuật toán PDDA cải tiến . . . 75 3.1.4. Phân tích kết quả mô phỏng . . . . . . . . . . . . . . . . . 763.2. THUẬT TOÁN PHÁT HIỆN VÀ TRÁNH BẾ TẮC CHO HỆ THỐNG MÁY CHỦ ẢO PHÂN TÁN KHÔNG THUẦN NHẤT . 78 3.2.1. Phân tích bài toán . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 3.2.2. Đồ thị Wait – For – Graph (WFG) . . . . . . . . . . . . . 79 3.2.3. Thuật toán phát hiện bế tắc tìm kiếm hai chiều dựa trên đồ thị tranh chấp WFG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 3.2.4. Kiểm chứng thuật toán . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 3.2.5. Thuật toán 3.3 tránh bế tắc trong cung cấp tài nguyên trên nền tảng phân tán cho hệ thống máy chủ ảo không thuần nhất . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 3.2.6. Phân tích kết quả mô phỏng . . . . . . . . . . . . . . . . . 843.3. THUẬT TOÁN NGĂN CHẶN BẾ TẮC TRONG CUNG CẤP TÀI NGUYÊN CHO MÔ HÌNH M VM-out-of-1 PM . . . . . . . 86 3.3.1. Phân tích bài toán . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 3.3.2. Giải pháp kỹ thuật ngăn chặn bế tắc trong cung cấp tài nguyên theo mô hình M VM-out-of-1 PM . . . . . . . . . 87 3.3.3. Phân tích kết quả mô phỏng . . . . . . . . . . . . . . . . . 883.4. THUẬT TOÁN NGĂN CHẶN BẾ TẮC TRONG CUNG CẤP TÀI NGUYÊN CHO MÔ HÌNH M VM-out-of-N PM . . . . . . . 96 3.4.1. Phân tích bài toán . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 3.4.2. ...