Экономическое обоснование оптимальной унификации системного программного обеспечения компьютерной сети предприятия Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

2. Дюбуа, П. MySQL. М.: Вильямс, 2001. 236 c.

3. Энсор, Д., Стивенсон, Й. Oracle. Проектирования баз данных. Киев: BHV, 2000. 560 c.

Ивутин Алексей Николаевич, канд. техн. наук, доц., alexey.ivutin@,gmail.com, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Терехин Илья Сергеевич, аспирант, terehinis@,gmail. com, Россия, Тула, Тульский государственный университет

IMPROVING THE RELIABILITY AND PERFORMANCE OF DATABASES VIA

REPLICATION

A.N. Ivutin, I.S. Terehin

Describes the types of replication (synchronic replication, asynchrony replication). Consider problems that can be solved by replicating the database as well as disadvantages of the method. Identified problems, when such an approach is needed

Key words: replication, the database performance.

Ivutin Alexey Nicolaevich, candidate of technical science, docent, alex-ey.ivutin@gmail.com, Russia, Tula, Tula State University,

Terehin Ilia Sergeevich, postgraduate, terehinis@gmail. com, Russia, Tula, Tula State University

УДК 004.413.5; 004.942

ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ УНИФИКАЦИИ СИСТЕМНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ СЕТИ ПРЕДПРИЯТИЯ

В.Н. Изотов, Е.А. Дьяченко

Рассмотрена методика решения задачи унификации системного программного обеспечения компьютерной сети по экономическому критерию с применением метода имитационного моделирования. В основу методики положен оригинальный способ применения имитационной модели для оценки эффекта от унификации и измерения показателей качества функционирования компьютерной сети.

Ключевые слова: компьютерная сеть, программное обеспечение, унификация, имитационная модель, показатели качества, оптимизация.

Одно из перспективных направлений унификации системного программного обеспечения (ПО) корпоративной компьютерной сети (КС) предприятия с большим количеством объектов, территориально удалённых

144

друг от друга, является внедрение технологий виртуализации [1].

Однако, унификация СПО на основе технологий виртуализации (например, сокращение числа типов операционных систем (ОС) в сети) приводит к некоторому снижению качества информационно-

вычислительного процесса (ИВП) в КС, в частности, с увеличением числа виртуальных ОС и виртуальных серверов, увеличивается время задержки обработки и передачи сообщения в сети.

Математическая модель выбора оптимальной степени унификации ОС по экономическому критерию, с учётом ограничений на заданные значения показатели качества информационного обслуживания пользователей КС, формулируется следующим образом [2].

Каждый вариант унификации ОС можно определить множеством Х=(2;, 22, ... , 2п), представляющим собой вектор основных параметров ОС. Показатель Э также можно представить в виде вектора частных показатель качества функционирования КС Э = (э; , 32 , ... , эт).

Принимая во внимание, что основная цель унификации ОС - сокращение суммарных затрат на разработку (приобретение), внедрение и сопровождение ОС, при условии обеспечения заданных требований к основным показателям качества и надежности функционирования КС, в общем виде формулировка задачи унификации имеет следующий вид.

Максимизировать экономический эффект АО при ограничениях на допустимое изменение качества функционирования КС:

Ав(20 ]=тахАО(2) , (1)

2-е02. , I = 1, п ; (2)

1 I

э э ^ у1 т ; (3)

где 20 - оптимальный вариант унификации; Э2. - допустимое множество значений ¿-го параметра ОС; В э - допустимое множество значений у-го

частного показателя качества функционирования КС.

В процессе решении задачи (1) - (3) некоторые затруднения, как правило, возникают при необходимости оценки показателей качества ИВП в КС, например, в случае замены реальных ОС на виртуальные.

Методика оценки показателей качества ИВП иллюстрируется на примере функционирования корпоративной сети автоматизированной информационной системы (АИС) некоторого предприятия. Выбран вариант исходных данных применительно к контуру управления «главный офис -офисы филиалов - подразделения». Количество объектов управления: два главных офиса (номера объектов: № 1, № 2), четыре филиала (№ 3, № 4, № 5, № 6), восемь подразделений (№№ 7-14). Кольцевая топология варианта компьютерной сети АИС предприятия представлена на рис. 1.

Для рассматриваемого в примере предприятия выделено 16 решаемых с помощью КС функциональных задач (ФЗ), каждой из которых присвоен соответствующий номер.

Для оценки показателей качества функционирования сети разработана имитационная модель [3], структура которой представлена на рис. 2.

В реальной ситуации исходные данные для моделирования (интенсивность, объемы основных информационных потоков при решении ФЗ и д. р.) задаются на основе анализа основных входных и выходных информационных потоков в АИС.

По результатам имитационного моделирования процесса функционирования КС получаются значения среднего времени (в секундах) передачи информации по сети при решении каждой ФЗ в каждом из узлов сети.

В табл. 1 для каждого конкретного значения р (количества не виртуальных ОС в сети) приведено значение среднего суммарного времени передачи данных Т по каналам связи и номера объектов системы управления предприятия (узлов сети), оснащаемые не виртуальными ОС.

Интерес представляет получение графика зависимости Т от р , который в дальнейшем используется для выбора оптимального числа не виртуальных ОС.

В табл. 1 также представлено распределение функциональных задач по узлам компьютерной сети для того или иного значения фиксированного количества не виртуальных ОС в сети. Выбор мест размещения не виртуальных ОС может определяться по результатам решения задачи о размещении заданного числа р-центров на неориентированном графе [4] по критерию времени передачи информации по сети Т.

С егмен г исходных д анны х - С с гм ен г г ен ер ации функциональных задач С ег м ен г спр ел елен и я п ар аметров ТС и

♦ програм -м ны X

* С егм ен т опред ел єни я марш руто е передачи информации по сети ы од ул ей

І *

С егмен г сбор а сгати сгичес ких д анных - С егм ентиыитации формирования запросов и сообщений е узлах сети С егм ен г ими гации отказов ТС и ПО С ег мен т имитации устран е-ния

1 4 отказов

- С егм ентиыитации передачи информации по каналам связи

Рис. 2. Обобщенная структура имитационной модели: ТС - техническое средство

Таблица 1

р - количество не виртуальных ОС Т, с Номера узлов сети, в которых размещена не виртуальная ОС

1 423 10

2 345 12, 14

3 326 1, 12, 13

4 312 1, 5, 12, 13

5 302 1, 5, 10, 12, 13

6 299 1, 2, 5, 10, 12, 13

7 298 1, 2, 5, 10, 11, 12, 13

8 297 1, 2, 5, 10, 11, 12, 13, 14

9 297 1, 2, 3, 5, 10, 11, 12, 13, 14

10 297 1, 2, 3, 4, 5, 10, 11, 12, 13, 14

На рис. 3 представлена зависимость времени Т от количества р не виртуальных ОС в сети.

В соответствие с рассматриваемой в настоящей статье методикой эксперименты на модели проводились для различных фиксированных значений р от 1 до 10.

Рис. 3. Зависимость значения Т от количества не виртуальных ОС в сети

Анализ данных, полученных в результате имитационного моделирования, показывает, что для КС предприятия оптимальное количество не виртуальных ОС в системе будет составлять 5 - 6. Именно это количество позволяет получить приемлемое уменьшение времени Т , так как дальнейшее увеличение числа не виртуальных ОС, как это видно из рисунка 3 , не приводит к заметному уменьшению Т). Не виртуальные ОС представляется целесообразным размещать на объектах: № 1, № 2, № 10, № 12, № 13. В остальных узлах сети, с целью повышения степени унификации системного ПО, реальные ОС предлагается заменить на виртуальные, что обеспечит оптимальную экономию средств на разработку (приобретение), внедрение и сопровождение ОС. При этом будут обеспечены наилучшие показатели времени передачи информации по сети.

Исследования влияния виртуализации на величину времени задержки передачи сообщения в сети, проводимые по аналогичной методике, показали следующие результаты.

Исходные данные (времена задержек информации при ее передаче из одного узла сети в другой) могут быть получены с помощью имитационного моделирования.

Результаты исследования приведены в табл. 2, где для различных значений заданного времени задержки сообщения в сети приведены номера узлов сети, в которых размещаются не виртуальные ОС.

Полученные данные позволяют определить оптимальную, с точки зрения выбранного критерия, конфигурацию сети для заданного допустимого значения времени задержки сообщения.

Кроме того, с помощью табл. 2 для заданного количества не виртуальных ОС в сети легко установить, какая будет при этом максимальная задержка сообщения.

Таблица 2

Таблица определения максимальной задержки сообщения

Время задержки передачи сообщения в сети, с Номера узлов сети, в которых размещаются не виртуальные ОС

1 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14

2 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14

3 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14

4 1, 2, 3, 4, 11, 12, 13, 14

5 1, 2, 4, 8, 11, 12

6 1, 2, 7, 8

7 1, 2, 8

8 2, 8

9 2, 8

10 8

15 1

20 1

Результаты имитационного моделирования могут быть также использованы в качестве исходных данных для задания ограничений на качество функционирования компьютерной сети при решении основной задачи унификации (1) - (3) по экономическому критерию.

Список литературы

1. Дьяченко Е.А. Унификация системного программного обеспечения на основе технологии виртуализации // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 5. Тула: Изд-во ТулГУ. 2012. С. 76-82.

2. Изотов В.Н., Дьяченко Е.А. Математические модели выбора оптимальной степени унификации программного обеспечения компьютерной сети // Журнал «Естественные и технические науки», № 6(62). М.: Изд-во «Спутник +», 2012. С. 495-500.

3. В.Н. Изотов, Дьяченко, Е.А. Анализ моделей оценки эффективности унификации программного обеспечения компьютерных сетей // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 5. Тула: Изд-во ТулГУ, 2012.

С. 82-92.

4. Кристофидес Н. Теория графов. Алгоритмический подход. М.: Мир. 1978. 432 с.

Изотов Виктор Николаевич, д-р техн. наук, профессор, ¡2о1.оууп-1.и1а@,та1.ги, Россия, Тула, Тульский филиал Российской академии народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации,

Дьяченко Евгений Анатольевич, аспирант, dyachenko.evgeniagmail.com,

Россия, Тула, Тульский государственный университет

ECONOMIC SUBSTANTIA TION OPTIMAL UNIFICA TION SYSTEM SOFTWARE COMPUTER NETWORK OF THE ENTERPRISE

V.N. Izotov, E.A. Dyachenko

The method of solution of the task of unification of the system of programs of computer software network on economic criteria, using the method of imitation modeling. The methodology is based on an original method of application of simulation models _ for evaluating the effects of unification and measurement of indicators of quality of functioning of a computer network.

Keywords: computer network, software, unification, simulation model, quality indicators, optimization.

Izotov Viktor Nikolaevich, doctor of technical science, professor, izotovvn-tula@mal.ru, Russia, Tula, Tula branch of the Russian Presidential Academy of national economy and public administration,

Dyachenko Evgeny Anatolievich, postgraduate, dyachenko.evgeni agmail.com, Russia, Tula, Tula state University

УДК 004.413.5; 004.942

МЕТОД РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ОПТИМАЛЬНОЙ УНИФИКАЦИИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПО ЭКОНОМИЧЕСКОМУ КРИТЕРИЮ

В.Н. Изотов, Е.А. Дьяченко

Рассмотрен метод сокращения суммарных затрат на программное обеспечение компьютерных сетей на основе оптимальной унификации операционных систем по экономическому критерию. Сформулирована математическая модель унификации операционных систем корпоративной компьютерной сети. Предложен эффективный метод решения задачи оптимальной унификации.

Ключевые слова: компьютерная сеть, программное обеспечение, унификация, метод оптимизации.

Одно из перспективных направлений унификации системного программного обеспечения (ПО) компьютерных сетей (КС) - это применение технологии виртуализации ресурсов КС [1]. Анализ результатов виртуализации корпоративной компьютерной сети современного предприятия показал, что большинство серверов КС имеют не более 10 % загрузки СРи. В