Transcript گرید داده
تکثیر فایل‌ها در سیستمهای گرید ا رائه دهندگان : مسلم کاویانی محمد رضا کمانکش امیررضا فایض زاده استاد : دکتر حنانی واحد علوم و تحقیقات کرمانشاه رئوس مطالب سیستم‌های‌گرید تکثیربرداری انواع‌گرید انواع‌معماری‌گرید طبقه‌بندی‌تکنیک‌های‌موجود‌تکثیر‌داده چالش‌های‌تکثیرداده ارزیابی‌تکثیرداده‌ها تكنیك‌هاي‌تكثیربرداري نتیجه‌گیری 2/36 تکثیر‌فایل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی،کمانکش،فایض زاده سیستمهای گرید 3/36 گرید‌یک‌نوع‌سیستم‌موازی‌و‌توزیع‌شده‌است‌که‌بمنظور‌فراهم‌آوردن دسترسی‌قابل‌اطمینان‌به‌داده‌ها‌و‌منابع‌محاسباتی‌در‌شبکه‌های‌با گستردگی‌جهانی‌طراحی‌شده‌است. هنگامیکه‌کاربر‌یک‌فایل‌را‌درخواست‌می‌کند‌پهنای‌باند‌زیادی‌برای انتقال‌فایل‌از‌سرویس‌دهنده‌به‌سرویس‌گیرنده‌مصرف‌می‌شود،بعالوه همچنین‌با‌در‌نظر‌گرفتن‌اندازه‌فایل،تاخیر‌نیز‌مهم‌خواهد‌بود. گرید‌عبارت‌است‌از‌اشتراک‌هماهنگ‌منابع‌و‌حل‌مسئله‌سازمان‌های مجازی‌چندبخشی در‌محیط‌های‌توزیع‌شده‌ی‌گرید‌دسترس‌پذیری‌داده‌ها،زمان‌پاسخ، هزینه‌های‌دستیابی،مصرف‌پهنای‌باند،قابلیت‌اعتماد‌و‌مقیاس‌پذیری معیارهای‌مهمی‌هستند‌که‌باید‌مد‌نظر‌قرار‌گیرند. تکثیر‌فایل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی،کمانکش،فایض زاده تکثریبرداری 4/36 مدیریت‌حجم‌عظیمی‌از‌داده‌ها‌در‌یک‌محل‌متمرکز،زمان‌دستیابی‌به‌داده‌ها را‌افزایش‌داده‌و‌بنابراین‌زمان‌بیشتری‌برای‌انجام‌یک‌کار‌الزم‌است، بنابراین‌برای‌کاهش‌زمان‌دستیابی‌داده‌ها،تکثیربرداری‌استفاده‌می‌شود. هنگامیکه‌کاربر‌درخواستی‌برای‌یک‌فایل‌دارد،حجم‌باالیی‌از‌پهنای‌باند برای‌انتقال‌فایل‌از‌سرویس‌دهنده‌به‌سرویس‌گیرنده‌مصرف‌می‌شود .بعالوه تاخیر‌موجود‌با‌در‌نظر‌گرفتن‌اندازه‌فایل،قابل‌توجه‌خواهد‌بود. تکثیربرداری‌تکنیکی‌است‌که‌در‌سیستم‌های‌گرید‌بمنظور‌بهبود‌زمان‌پاسخ برنامه‌های‌کاربردی‌و‌کاهش‌مصرف‌پهنای‌باند‌مورد‌استفاده‌قرار‌می‌گیرد. هدف‌اصلی‌استفاده‌از‌تکثیربرداری،کاهش‌تاخیر‌دسترسی‌و‌مصرف‌پهنای باند‌است. مزایای‌دیگر‌تکثیربرداری،کمک‌به‌تعادل‌بار‌کاری‌و‌بهبود‌قابلیت اعتماد‌با ایجاد‌چندین‌کپی‌از‌داده‌ها‌است. تکثیر‌فایل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی،کمانکش،فایض زاده انواع گرید محاسبات گرید به روش‌های مختلفی مورد استفاده قر ار می‌گیرد تا انواع مختلفی از نیازمندی‌های برنامه‌های کاربردی تامین گردد ،سه نوع اصلی دارند .هیچ مرزی بین سه نوع گرید وجود ندارد و ممکن است گریدها ترکیبی از تعدادی از آنها باشد. 5/36 گرید محاسباتی گرید جوینده منابع گرید داده تکثیر‌فایل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی،کمانکش،فایض زاده ))Computational gridگرید حماسباتی گرید‌های‌محاسباتی‌بر‌تنظیم‌منابع‌خارجی‌برای‌قدرت‌محاسباتی تمرکز دارند. بعنوان‌مثال‌بسیاری‌از‌ماشین‌ها،سرورهایی‌با‌کارایی‌باال‌هستند. گرید‌محاسباتي‌امکان‌دسترسي‌به‌سوپر‌کامپیوترهاي‌توزیع‌شده‌براي اجراي‌کارهاي‌زمانبر‌را‌فراهم‌ميکند].[11 6/36 تکثیر‌فایل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی،کمانکش،فایض زاده گرید جوینده منابع ()Scavenging grid این گریدها اغلب با تعداد زیادی از ماشین‌های رومیزی استفاده می‌شوند که سیکل‌های در دسترس پردازنده و دیگر منابع را جستجو می‌کنند. مالکان ماشین‌های رومیزی مشخص می‌کنند که منابع‌شان چه زمانی برای شرکت در گرید در دسترس باشند. این سیستم‌ها به‌صورت مداوم به‌دنبال ظرفیت‌ها ،منابع آزاد و چرخه پردازنده ( )CPU cycleكامپیوتر‌هاي متصل به گرید هستند و از این منابع استفاده مي‌نمایند].[11 7/36 تکثیر‌فایل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی،کمانکش،فایض زاده گرید داده ()Data grid 8/36 گرید داده مجموعه‌ای از منابع کامپیوتری توزیع شده جغرافیایی است که این منابع در بخش‌های مختلف یک کشور و یا حتی در کشورهای مختلف قرار دارند. گریدهای داده موظفند اطالعات را ذخیره كنند و آنها را در اختیار كاربران قرار دهند .كاربران این سیستم‌ها بدون آن‌كه از موقعیت جغرافیایي و مكاني این اطالعات آگاه باشند ،به‌اطالعات دسترسي دارند].[9 در این نوع گرید دستگاه‌هاي متصل به‌سیستم نیاز به‌قدرت زیاد ندارند و فقط مسئول به‌اشتراك گذاشتن اطالعات هستند. برای مثال :دو دانشگاه بر روی یک تحقیق علمی کار می‌کنند هر یک داده‌های خود را دارند یک گرید این دو محل را به هم متصل کرده و امکان اشتراک داده ،مدیریت داده ،مدیریت نکات امنیتی مثل اینکه چه کسی به داده‌ها دسترسی تکثیر‌فای.ل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی،کمانکش،فایض پیدا‌کند را فراهم می‌کند][12 زاده انواع معماری گرید کارائی‌استراتژی‌های‌تکثیربرداری‌به‌شدت‌به‌الیه‌های‌زیرین‌معماری گرید‌وابستگی‌دارد. • • • • 9/36 معماری‌گراف معماری‌درختی معماری‌نظیر‌به‌نظیر معماری‌ترکیبی تکثیر‌فایل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی،کمانکش،فایض زاده معماری گراف 10/36 تکثیر‌فایل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی،کمانکش،فایض زاده معماری درختی یک‌توپولوژی‌درختی‌دارای کاستی‌هایی‌است .ساختار‌درختی گرید‌بدان‌معنی‌که‌مسیرهای خاصی‌که‌پیام‌ها‌و‌فایل‌ها می‌توانند‌به‌سمت‌مقصد‌حرکت کنند،می‌باشد .بعالوه،انتقال داده‌ها‌در‌میان‌گره‌های‌با‌والد یکسان‌و‌یا‌گره‌های‌واقع‌شده‌در یک‌ردیف‌امکان‌پذیر نمی‌باشد].[13 11/ 36 تکثیر‌فایل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی،کمانکش،فایض زاده معماری نظیر به نظیر ویژگی‌های‌کلیدی‌که‌یک‌سیتم P2Pرا‌از‌دیگر‌سیستم‌های‌به اشتراک‌گذاری‌منابع‌متمایز می‌کند،مدل‌ارتباطات‌متقارن‌بین نظیر‌ها‌است‌که‌هر‌کدام‌به عنوان‌یک‌سرویس‌دهنده‌و سرویس‌گیرنده‌عمل‌می‌کنند. 12/ 36 تکثیر‌فایل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی،کمانکش،فایض زاده معماری ترکیبی یک‌توپولوژی‌ترکیبی‌ویژگی‌های معماری P2Pو‌درختی‌را‌در برگرفته‌و‌در‌نتیجه‌برای عملکرد‌بهتر‌یک‌استراتژی تکثیر‌می‌تواند‌استفاده‌شود 13/ 36 تکثیر‌فایل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی،کمانکش،فایض زاده طبقهبندی تکنیکهای موجود تکثری داده الگوریتم‌تکثیربرداری‌داده‌بایستی‌به‌یک‌سوال‌کلیدی‌در‌خصوص‌اینکه کدام‌داده‌بایستی‌تکثیر‌شده‌و‌تکثیر‌کجا‌باید‌قرار‌داده‌شود،پاسخ‌دهد .با توجه‌به‌رفتار‌پویای‌کاربران‌گرید،تصمیم‌گیری‌در‌مورد‌تکثیر‌داده‌ها برای‌رسیدن‌به‌هدف‌حداکثری‌در‌دسترس‌پذیری،را‌مشکل‌می‌کند].[14 تکنیک‌های‌تکثیربرداری‌به‌دو‌رده‌‌تقسیم‌می‌شوند: 14/36 • تکثیربرداری ایستا • تکثیربرداری پویا تکثیر‌فایل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی،کمانکش،فایض زاده تکثیربرداری ایستا در‌استراتژی‌تکثیربرداری‌ایستا،تعداد‌تکثیرها‌و‌نودهای‌میزبان‌در آغاز‌چرخه‌ی‌کار‌بصورت‌ایستا‌انتخاب‌می‌شوند،ایجاد‌و‌یا‌اتصال تکثیرها‌بعد‌از‌آن‌انجام‌نمی‌شود. 15/36 تکثیر‌فایل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی،کمانکش،فایض زاده تکثیربرداری پویا استراتژی‌های پویا با تغییرات در الگوی درخواست کاربر ،ظرفیت ذخیره‌سازی و پهنای باند انطباق می‌یابد و می‌تواند تکثیرها را بر روی نودهای جدید ایجاد و تکثیرهایی را که دیگر مورد نیاز نیست را پاک کند. استراتژی‌های پویا از ایستا بهتر هستند زیرا آنها می‌توانند تصمیم‌گیری هوشمندی در مورد قرار دادن یا مکان‌یابی مناسب داده‌ها بسته به اطالعات از محیط گرید داشته باشند. 16/36 تکثیر‌فایل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی،کمانکش،فایض زاده چالشهای تکثریداده استفاده از استراتژی‌های تکثیر در محیط‌های گرید باعث بوجود آمدن چالش‌هایی خواهد شد .چهار چالش مهم در محیط‌های تکثیر شده شامل موارد زیر است : 17/36 زمان‌ایجاد‌یک‌‌تکثیر‌جدید سازگاری‌داده عملکرد‌پایین‌نوشتن سربار‌نگهداری تکثیر‌فایل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی،کمانکش،فایض زاده ارزیابی تکثریدادهها تمامی‌استراتژی‌های‌تکثیربرداری‌از‌زیر‌مجموعه‌ای‌از‌این‌پارامترها استفاده‌می‌کنند: 18/36 تاخیر‌زمان‌دسترسی مصرف‌پهنای‌باند تعادل‌حجم‌کار هزینه‌نگهداری مکان‌یابی زمان‌اجرای‌کار تحمل‌پذیری‌خطا‌و‌تضمین‌کیفیت تکثیر‌فایل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی،کمانکش،فایض زاده مزایای اسرتاتژی تكثریبرداري داده ها دسترس‌پذیري قابلیت‌اطمینان مقیاس‌پذیری وفق‌پذیري كارایي 19/36 تکثیر‌فایل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی،کمانکش،فایض زاده تكنیكهاي تكثریبرداري تكنیك‌هاي‌تکثیربرداری‌معماري‌نظیر‌به‌نظیر و‌عمومی تكنیك‌هاي‌تکثیربرداری‌معماري‌درختي تكنیك‌هاي‌تکثیربرداری‌معماري‌ترکیبی تكنیك‌هاي‌تکثیربرداری‌معماري‌گراف 20/36 تکثیر‌فایل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی،کمانکش،فایض زاده تكنیكهاي تکثریبرداری معماري نظری به نظری ] Cashing plus cascading[12 ] Bandwidth Hierarchy Replication (BHR)[27 21/36 تکثیر‌فایل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی،کمانکش،فایض زاده تكنیكهاي تکثریبرداری معماري درخيت Plain Cashing[12] Fast Spread[12] Simple Bottom-Up (SBU)[18] Aggregate Bottom-Up (ABU)[18] Proportional Share Replica (PSR)[19] Multi-objective[20] Latest Access Largest Weight (LALW)[21] فایض،کمانکش،تکثیر‌فایل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی زاده 22/36 )تكنیكهاي تکثریبرداری معماري درخيت(ادامه Adaptive Popularity Based Replica Placement (APBRP)[22] Predictive hierarchical fast spread (PHFS)[23] Dynamic Hierarchical Replication (DHR)[24] Modified Latest Access Largest Weight (MLALW)[25] Modified Dynamic Hierarchical Replication Algorithm (MDHRA)[26] فایض،کمانکش،تکثیر‌فایل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی زاده 23/36 تكنیكهاي تکثریبرداری معماري گراف Agent-based replica Least Frequently Used(LFU)[30] Least Recently Used (LRU)[30] Weight-based dynamic replica[31] Efficient Replication[32] Value-based replication strategy (VBRS)[33] Enhance Fast Spread (EFS)[34] فایض،کمانکش،تکثیر‌فایل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی زاده 24/36 با‌تشکر‌از‌حسن‌توجه‌شما 25/36 تکثیر‌فایل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی،کمانکش،فایض زاده پرسش‌و‌پاسخ 26/36 تکثیر‌فایل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی،کمانکش،فایض زاده پایان 27/36 تکثیر‌فایل‌ها‌در‌سیستم‌های‌گرید‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کاویانی،کمانکش،فایض زاده