ThS37 105 giải pháp hiệu quả độ tin cậy hệ thống tình nguyện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ CỦA GIẢN ĐỒ LẬP LỊCH DỰA TRÊN ĐỘ TIN CẬY TRONG CÁC HỆ THỐNG TÍNH TOÁN TÌNH NGUYỆN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN MÃ SỐ: ……………………………… Nguyễn Quang Hòa Người hướng dẫn khoa học: TS NGÔ HỒNG SƠN Hà Nội – 2008 Viết thuê luận văn thạc sĩ Luanvanaz@mail.com - 0972.162.399 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn công trình nghiên cứu riêng Các liệu kết nêu Luận văn hoàn toàn trung thực có nguồn gốc rõ ràng TÁC GIẢ (Ký tên) Nguyễn Quang Hòa - Lớp CH CNTT 2006 – 2008 Viết thuê luận văn thạc sĩ Luanvanaz@mail.com - 0972.162.399 Chương LỜI CẢM ƠN Trước hết, xin chân thành cảm ơn TS Ngô Hồng Sơn tận tình hướng dẫn, cung cấp tài liệu kiến thức cần thiết giúp hoàn thành Luận văn tốt nghiệp Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy, cô giáo Khoa Công nghệ thông tin thầy, cô giáo trường Đại học Bách Khoa Hà Nội truyền đạt cho kiến thức quan trọng suốt thời gian học tập nghiên cứu trường Cuối cùng, xin nói lời cảm ơn đến gia đình bạn bè, người bên tôi, cổ vũ động viên suốt thời gian học tập làm luận văn tốt nghiệp Trong trình hoàn thành luận văn, thiếu kinh nghiệm, ràng buộc thời gian hạn chế kiến thức nên chắn không tránh khỏi thiếu sót Vì mong nhận đóng góp ý kiến giúp đỡ thầy, cô bạn Hà Nội, ngày 20 tháng 11 năm 2008 Người thực luận văn Nguyễn Quang Hòa - Lớp CH CNTT 2006 – 2008 Viết thuê luận văn thạc sĩ Luanvanaz@mail.com - 0972.162.399 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .1 LỜI CẢM ƠN .2 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ .5 MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN .8 1.1 Tính toán lưới 1.2 Tính toán ngang hàng 12 1.3 Tính toán tình nguyện 14 1.3.1 Khái niệm 14 1.3.2 BOINC 15 1.3.2.1 Khái niệm .15 1.3.2.2 Các đặc trưng BOINC [23] 16 1.3.2.3 Kiến trúc BOINC 18 1.3.3 Lập lịch tính toán tình nguyện 19 1.3.3.1 Lập lịch phía máy trạm 20 1.3.3.2 Lập lịch phía máy chủ 20 1.3.3.3 Lập lịch chịu lỗi dựa độ tin cậy 21 1.3.4 So sánh với tính toán lưới tính toán ngang hàng .23 1.3.4.1 Tính toán lưới .23 1.3.4.2 Tính toán ngang hàng 23 Chương LÝ THUYẾT CƠ BẢN VỀ LẬP LỊCH DỰA TRÊN ĐỘ TIN CẬY 25 2.1 Mô hình giả định 25 Nguyễn Quang Hòa - Lớp CH CNTT 2006 – 2008 Viết thuê luận văn thạc sĩ Luanvanaz@mail.com - 0972.162.399 2.2 Các kĩ thuật chịu lỗi truyền thống 28 2.2.1 Biểu theo số đông 29 2.2.2 Kiểm tra điểm .30 2.3 2.2.2.1 Kiểm tra điểm dùng danh sách đen 31 2.2.2.2 Kiểm tra điểm không dùng danh sách đen 32 Chịu lỗi dựa độ tin cậy 33 2.3.1 Tổng quan .33 2.3.2 Tính toán độ tin cậy 35 2.3.3 Ứng dụng tin cậy 36 2.4 2.3.3.1 Kết hợp biểu kiểm tra điểm 36 2.3.3.2 Kiểm tra điểm biểu 37 Khảo sát số giản đồ lập lịch 38 2.4.1 Lập lịch Round Robin 39 2.4.2 Lập lịch Round Robin dựa ưu tiên khả tính toán 41 Chương GIẢN ĐỒ LẬP LỊCH ROUND ROBIN DỰA TRÊN ĐỘ TIN CẬY 44 3.1 Giản đồ lập lịch Round Robin dựa ưu tiên độ tin cậy 44 3.2 Giản đồ lập lịch Round Robin dựa kiểm thử độ tin cậy .55 Chương KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 65 4.1 Chương trình mô .65 4.2 Kịch mô 65 4.3 Kết .66 Chương KẾT LUẬN .72 5.1 Những kết đạt .72 5.2 Những công việc chưa làm .72 Nguyễn Quang Hòa - Lớp CH CNTT 2006 – 2008 Viết thuê luận văn thạc sĩ Luanvanaz@mail.com - 0972.162.399 5.3 Hướng phát triển tương lai .73 TÀI LIỆU THAM KHẢO .74 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1-1 Minh họa tính toán lưới Hình 1-2 Tổ chức ảo .11 Hình 1-3 Mô hình mạng ngang hàng .12 Hình 1-4 Mô hình tính toán tình nguyện 15 Hình 1-5 Mô hình BOINC .16 Hình 1-6 Kiến trúc BOINC 18 Hình 1-7 Sự tương tác máy trạm máy chủ 19 Hình 2-1 Mô hình chủ khách 26 Hình 2-2 Hàng đợi công việc lập lịch tham lam với biểu m 28 Hình 2-3 Tỉ lệ lỗi biểu số đông với nhiều giá trị m f [8] 30 Hình 2-4 Hàng đợi công việc lập lịch tham lam nâng cao độ tin cậy [8] 33 Hình 3-1 Mô tả hệ thống tính toán tình nguyện .45 Hình 3-2 Sơ đồ hình vẽ bước giản đồ lập lịch Round Robin dựa ưu tiên độ tin cậy .46 Hình 3-3 Sơ đồ hình vẽ bước giản đồ lập lịch kiểm thử dựa độ tin cậy 57 Hình 4-1 Biểu đồ so sánh chậm chễ giản đồ lập lịch với s= 0.25,N >P67 Hình 4-2 Biểu đồ so sánh chậm chễ giản đồ lập lịch với s= 0.5,N >P 68 Hình 4-3 Biểu đồ so sánh chậm chễ giản đồ lập lịch với s= 0.75,N >P.68 Hình 4-4 Biểu đồ so sánh chậm chễ giản đồ lập lịch với s= 1,N >P 69 Hình 4-5 Biểu đồ so sánh chậm chễ giản đồ lập lịch với s= 0.25,N< P69 Hình 4-6 Biểu đồ so sánh chậm chễ giản đồ lập lịch với s= 0.5,N< P 70 Hình 4-7 Biểu đồ so sánh chậm chễ giản đồ lập lịch với s= 0.75,N< P70 Hình 4-8 Biểu đồ so sánh chậm chễ giản đồ lập lịch với s= 1,N< P 71 Nguyễn Quang Hòa - Lớp CH CNTT 2006 – 2008 Viết thuê luận văn thạc sĩ Luanvanaz@mail.com - 0972.162.399 MỞ ĐẦU Tính toán tình nguyện mô hình tính toán song song hấp dẫn để xây dựng lên hệ thống tính toán có phạm vi rộng lớn từ số lượng lớn máy tính tình nguyện mạng Trong năm gần đây, có quan tâm tăng lên nhanh chóng hệ thống tính toán tình nguyện Hệ thống tính toán tình nguyện cho phép người sử dụng từ nơi mạng, đóng góp thời gian tính toán nhàn rỗi máy tính để hướng vào giải toán có thời gian tính toán lớn Tính toán tình nguyện giúp cho xây dựng mạng tính toán toàn cầu lớn nhanh, điều chứng thành công dự án SETI@home[2], dự án triển khai hàng trăm nghìn máy tính tình nguyện để tìm kiếm số lượng lớn liệu đàm thoại radio cho tín hiệu sống bên trái đất, Einstein@Home [6] tìm kiếm neutron xoay nhanh dùng liệu từ nhà dò tìm sóng hấp dẫn LIGO GEO hay Climateprediction.net@Home [7] dùng để dự đoán khí hậu trái đất … Trong hệ thống tính toán tình nguyện, khả chịu đựng lỗi vấn đề quan trọng có nhiều người dùng ác ý mạng phá hoại hệ thống việc cố ý đệ trình kết sai Để giải yêu cầu đưa kết tốt hệ thống tính toán tình nguyện mà có người dùng ác ý tham gia hệ thống lập lịch máy chủ phải thực thi sách lập lịch chịu lỗi Do luận văn này, quan tâm đến vấn đề lập lịch nhiệm vụ phía máy chủ hệ thống tính toán tình nguyện thực thi kĩ thuật chịu đựng lỗi Mặc dù số kĩ thuật chịu lỗi tồn biểu theo số đông, kiểm tra điểm, kết hợp biểu quyêt kiểm tra điểm, kiêm tra điểm biểu [8], hay giản đồ lập lịch Round Robin dựa ưu tiên khả tính toán [10] đảm bảo yêu cầu độ tin cậy cho kết tính toán, nhiên, kĩ thuật luôn nguyên nhân làm cho hiệu giảm giới hạn toàn thời gian tính toán Trong luận văn đề xuất hai kĩ thuật lập lịch hiệu cho máy chủ gọi lập lịch Round Robin dựa ưu tiên độ tin cậy lập lịch Round Robin dựa kiểm thử độ tin cậy nhằm nâng cao hiệu giản đồ lập lịch dựa độ tin Nguyễn Quang Hòa - Lớp CH CNTT 2006 – 2008 Viết thuê luận văn thạc sĩ Luanvanaz@mail.com - 0972.162.399 cậy hệ thống tính toán tình nguyện Các kĩ thuật đưa tiêu chí để chọn máy trạm phù hợp để thực thi nhiệm vụ Kĩ thuật quan tâm đến chọn máy trạm có khả có độ tin cậy cao khả thực tốt Kĩ thuật thứ hai chọn máy trạm cho nhiệm vụ thực độ tin cậy nhiệm vụ tăng lên, Bằng việc sử dụng mô VCSIM để thực mô thuật toán lập lịch, kĩ thuật đưa giúp giảm bớt thời gian thực thi toàn hệ thống so với kĩ thuật lập lịch Round Robin tương ứng Phần lại luận văn tổ chức sau: • Chương Giới thiệu tổng quan: Trình bày hệ thống tính toán phân tán, tính toán lưới, tính toán ngang hàng, tính toán tình nguyện, BOINC, khảo sát qua thuật toán lập lịch tính toán tình nguyện • Chương Lý thuyết lập lịch dựa độ tin: Trình bày mô hình hệ thống giả định, kĩ thuật chịu lỗi chuyền thống, chịu lỗi dựa độ tin cậy khảo sát số giản đồ lập lịch chịu lỗi dựa độ tin cậy • Chương Giản đồ lập lịch dựa độ tin cậy: Mô tả đề xuất giản đồ lập lịch dựa độ tin cậy • Chương Kết thực nghiệm: Giới thiệu kịch mô thảo luận kết mô • Chương Kết luận: Tóm tắt lại công việc đạt được, công việc chưa làm hướng phát triển tương lai Nguyễn Quang Hòa - Lớp CH CNTT 2006 – 2008 Viết thuê luận văn thạc sĩ Luanvanaz@mail.com - 0972.162.399 Chương TỔNG QUAN Ngày nay, với phát triển vượt bậc khoa học kỹ thuật công nghệ, xuất toán nhiều lĩnh vực đòi hỏi sức mạnh tính toán mà máy tính riêng lẻ đảm trách Xuất phát từ nhu cầu đó, kỹ thuật tính toán song song, tính toán phân tán đề xuất phần đáp ứng yêu cầu Tuy nhiên, tham vọng người không dừng lại Họ muốn sức mạnh tính toán lớn hơn, với khả chia sẻ tài nguyên người phạm vi toàn cầu, khả tận dụng phần mềm tài nguyên vật lý phân tán mặt địa lý Các tổ chức giải vấn đề hai cách: • Đầu tư thêm trang thiết bị, sở hạ tầng tính toán (mua thêm máy chủ, máy trạm, siêu máy tính, cluster ) Tuy nhiên cách làm tốn • Có cách làm khác hiệu phân bố lại hợp lý nguồn tài nguyên tổ chức thuê thêm nguồn tài nguyên từ bên (tất nhiên với chi phí rẻ nhiều so với việc đầu tư cho sở hạ tầng tính toán) Thực tế cho thấy có phần lớn nguồn tài nguyên sử dụng lãng phí: máy để bàn công sở thường hoạt động khoảng 5% công suất, máy chủ phải hoạt động với 20% công suất Việc tận dụng hiệu nguồn tài nguyên mang lại sức mạnh tính toán khổng lồ Cách giải thứ hai mục tiêu tính toán lưới tính toán tình nguyện 1.1 Tính toán lưới Tính toán lưới hướng đến việc chia sẻ sử dụng hiệu nguồn tài nguyên thuộc nhiều tổ chức quy mô rộng lớn (thậm chí quy mô toàn cầu) Chính công nghệ mạng truyền thông phát triển mạnh mẽ năm qua biến khả dần trở thành thực Các nghiên cứu tính toán lưới tiến hành nhằm tạo sở hạ tầng lưới cho phép dễ dàng chia sẻ quản lý tài nguyên đa dạng phân tán môi trường Nguyễn Quang Hòa - Lớp CH CNTT 2006 – 2008 Viết thuê luận văn thạc sĩ Luanvanaz@mail.com - 0972.162.399 lưới Như vậy, tính toán lưới, hiểu cách đơn giản dạng tính toán phân tán Mục đích tạo máy tính ảo lớn mạnh từ tập lớn hệ thống không đồng nhằm nâng cao khả tính toán, chia sẻ tài nguyên khác Một ví dụ dự án tính toán lưới dự án Avian Flu Grid[24], dự án nhằm sử dụng lưới PRAGMA[25] sở hạ tầng tính toán hiệu cao để phát triển mô hình cho hợp tác toàn cầu đấu tranh chống lại đe dọa dịch lớn cúm avian bệnh dịch lây nhiễm nghiêm trọng khác Hệ thống lưới PRAGMA, mà trung tâm HPCC-HUT (Trung tâm tính toán hiệu cao trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội) thành viên, tạo nhằm trì hoạt động cộng tác thúc đẩy sử dụng kĩ thuật lưới ứng dụng khoa học tiên tiến viện hàng đầu nước có đường biên giới nằm biển thái bình dương Hình 1-1 Minh họa tính toán lưới Hình 1-1 ví dụ lưới, mạng liên kết tài nguyên phân tán mặt địa lý, tài nguyên phong phú, đa dạng, bao gồm tập siêu máy tính, thiết bị truyền thông vệ tinh, kho lưu trữ, cluster tính toán hiệu cao Nguyễn Quang Hòa - Lớp CH CNTT 2006 – 2008 Viết thuê luận văn thạc sĩ Luanvanaz@mail.com - 0972.162.399 61 Công việc chưa làm tiếp 15 Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Hoàn thành Crw = 0.99902 Crw = 0.99514 Crw = 0.99992 Crw = 0.99997 Crw = 0.99947 Công việc Công việc Công việc Công việc Công việc SLOWDOWN = Crc = 0.99902 Crc = 0.99979 Crc = 0.99992 Crc = 0.99997 Crc = 0.99947 pid Crg pid Crg pid Crg pid Crg pid Crg P1 0.80000 P5 0.80000 P7 0.80000 P9 0.80000 P2 0.94117 P4 0.98084 P6 0.44445 P8 0.94117 P10 0.94117 P1 0.98461 P5 0.99514 P1 0.76190 P7 0.98461 P1 0.99947 P2 0.99610 P1 0.99979 P2 0.99605 P8 0.99610 P1 P2 0.99902 P1 0.99992 P1 0.99997 P2 - Worker P1 Worker P2 Worker P3 Worker P4 Worker P5 Worker P6 Worker P7 Worker P8 Worker P9 Worker P10 K 37 K 14 K K 18 K 10 K K 10 K 10 K K Cr 0.99473 Cr 0.98666 Cr 0.8 Cr 0.98947 Cr 0.98181 Cr 0.8 Cr 0.98181 Cr 0.98181 Cr 0.8 Cr 0.8 T 0.5 T T 1.5 T T 2.5 T T 3.5 T T 4.5 T Danh sách máy trạm có khả P3 P6 P7 P9 P10 P8 P4 P5 P1 P1 Dưới mã mô giản đồ Mã giả lập giản đồ lập lịch Round Robin dựa kiểm thử độ tin cậy Đẩy nhiệm vụ vào hàng đợi nhiệm vụ; Đẩy máy trạm vào hàng đợi máy trạm; Làm song song (Kiểm tra điểm): While (Không dừng) Kiểm tra điểm máy trạm với tỉ lệ s; If (Máy trạm vượt qua kiểm tra điểm) Quay lại tính độ tin cậy máy trạm theo phương trình 2.2 2.3; Else Lưu vào danh sách đen máy trạm; EndIf EndWhile; Nguyễn Quang Hòa - Lớp CH CNTT 2006 – 2008 Viết thuê luận văn thạc sĩ Luanvanaz@mail.com - 0972.162.399 62 Làm song song (Gán nhiệm vụ): While (Không dừng) Lấy nhiệm vụ; Lấy máy trạm có khả năng; If (không lấy máy trạm) Đẩy nhiệm vụ lại vào hàng đợi nhiệm vụ; Else Gán nhiệm vụ đến máy trạm; EndIf EndWhile Làm song song (Kiểm tra độ tin cậy): On (Nhận kết quả) Begin Đẩy máy trạm đến hàng đợi máy trạm ; Tính độ tin cậy kết Cr theo phương trình 4, 5, 6; If ( ) Đánh dấu nhiệm vụ hoàn thành; Else Đẩy nhiệm vụ lại hàng đợi nhiệm vụ; EndIf End Mã giả lập lấy máy trạm có khả Đầu vào: Nhiệm vụ muốn thực T, Tiêu chí lấy máy trạm Type Đầu : Trả máy trạm có khả thực If (Không có máy trạm) Return NULL; If (Nhiệm vụ thực lần đâu tiên) Nguyễn Quang Hòa - Lớp CH CNTT 2006 – 2008 Viết thuê luận văn thạc sĩ Luanvanaz@mail.com - 0972.162.399 63 Lấy máy có thời gian thực ngắn nhất; Trả máy lấy được; EndIf //Thiết lập máy trạm tốt lấy trường hợp // với Cri lại độ tin cậy nhiệm vụ có thêm máy trạm i Thiết lập bWorker; // Thiết lập máy trạm tốt lấy trường hợp Thiết lập gWorker; Lấy độ tin cậy ban đầu nhiệm vụ Cr; For (i = 0; i < P; i++) Ước lượng kết thực máy trạm i với nhiệm vụ; Tính lại độ tin cậy nhiệm vụ có thêm máy trạm i ( ); If ( >= Cr) ) If ( // Khả thực máy trạm i Av(i) If bWorker = i; EndIf ElseIf (Tồn bWorker) //Ưu tiên độ tin cậy If (Type ) If Nguyễn Quang Hòa - Lớp CH CNTT 2006 – 2008 Viết thuê luận văn thạc sĩ Luanvanaz@mail.com - 0972.162.399 64 (( gWorker = i; EndIf Else //Ưu tiên theo khả tính toán If gWorker = i; EndIf EndIf Endif Endif EndFor If (Tồn bWorker) return bWorker; EndIf If (Tồn gWorker) return gWorker; EndIf Return NULL; Tiếp theo xác định lại tính khả dụng giản đồ lập lịch dựa độ tin cậy kết mô phần Nguyễn Quang Hòa - Lớp CH CNTT 2006 – 2008 Viết thuê luận văn thạc sĩ Luanvanaz@mail.com - 0972.162.399 65 Chương KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM Trong phần giới thiệu chương trình mô phỏng, kịch mô thảo luận kết mô 4.1 Chương trình mô Trong phần này, xin trình bày chương trình mô dùng luận văn tôi, chương trình mô VCSIM VCSIM xây dựng mô hình hướng kiện Đây mô hình sử dụng BOINC VCSIM mô việc tạo phân bố nhiệm vụ thực thi môi trường có thay đổi cao, không đồng phân tán Thêm vào tập hợp đánh giá hiệu nhiệm vụ hoàn thành VCSIM viết ngôn ngữ lập trình C VCSIM thiết kế gồm mô đun là: Mô đun quản lý máy trạm, mô đun quản lý công việc, mô đun mô Mô đun quản lý máy trạm thực nhiệm vụ tạo danh sách máy trạm có độ tin cậy ban đầu giống giau, có thời gian tính toán khác nhau, tạo máy giả mạo, quản lý máy trạm lấy máy trạm từ hàng đợi theo tiêu chí lập lịch, đẩy máy trạm vào hàng đợi …Mô đun quản lý công việc thực nhiệm vụ tạo danh sách nhiệm vụ, gán nhiệm vụ cho máy trạm, quản lý hàng đợi công việc, tính độ tin cậy nhiệm vụ…Mô đun mô thực nhiệm vụ quản lý danh sách tham số mô số lần mô phỏng, số máy trạm thực hiện, số công việc thực hiện, phân số lỗi, tỉ lệ lỗi chấp nhận được, số lần thực lại nhiệm vụ, tỉ lệ phá hoại, giản đồ lập lịch thực hiện, tỉ lệ kiểm tra điểm, tham số hỗ trợ danh sách đen hay không, tham số hỗ trợ kiểm tra điểm theo biểu hay không … Thực mô phỏng, hỗ trợ hàm hiển thị đưa kết 4.2 Kịch mô Trong phần này, xác định hiêu giản đồ lập lịch đề xuất mô Trong mô tôi, tính toán chứa đựng danh sách N Nguyễn Quang Hòa - Lớp CH CNTT 2006 – 2008 Viết thuê luận văn thạc sĩ Luanvanaz@mail.com - 0972.162.399 66 nhiệm vụ độc lập có kích cỡ giống danh sách P máy tính tình nguyện (các máy trạm) Để mô phá hoại máy xấu, phân số f = 0.2 máy trạm lựa chọn ngẫu nhiên phá hoại Có hai trường hợp số lượng nhiệm vụ máy trạm quan tâm Trong trường hợp thứ (N > P), có 1500 nhiệm vụ 500 máy trạm, trường hợp thừ hai (N < P ), có 500 1500 máy trạm Giả sử sách danh sách đen không áp dụng (ví dụ máy trạm đệ trình kết chí sau dò tìm kẻ phá hoại), kĩ thuật kiểm tra điểm dựa biểu sử dụng trình mô Bởi hiệu giản đồ lập lịch dựa độ tin cậy đánh giá theo tham số chậm chễ (ví dụ tỉ số thời gian chạy trình tính toán với không dùng kĩ thuật chịu đựng lỗi), giả sử thời gian thực thi nhiệm vụ máy trạm số ngẫu nhiên đến đơn vị thời gian Mục đích mô so sánh hiệu giản đồ lập lịch: Round Robin RR, lập lịch Round Robin dựa ưu tiên khả thực PRR(Av), lập lịch Round Robin dựa ưu tiên độ tin cậy PRR(Cr), Lập lịch Round Robin dựa kiểm thử tin cậy với tiêu chí ưu tiên độ tin cậy CRR(Cr) ưu tiên khả thực CRR(Av) Để đảm bảo độ tin cậy kết mô thực mô trường hợp lần lấy giá trị trung bình 4.3 Kết Hình 4-1, 4-2, 4-3, 4-4, định kết thí nghiệm ứng với trường hợp tỉ lệ lỗi khác số lượng công việc lớn số máy Hình 4-5, 4-6, 4-7, 4-8 định kết thí nghiệm ứng với trường hợp tỉ lệ lỗi khác số lượng công việc nhỏ số máy trạm, lấy từ mô cho đồng thời giản đồ lập lịch, vẽ biểu đồ giá trị tham số chậm chễ (slowdown) so với tham số khác tham số hiệu quan trọng chấp nhận giản đồ chịu lỗi dựa độ tin cậy hệ thống tính toán tình nguyện Nhìn vào kết biều đồ so sánh nhận thấy giản đồ lập lịch đề xuất giảm đáng kể thời gian thực thi so với giản đồ lập lịch Round Robin Nguyễn Quang Hòa - Lớp CH CNTT 2006 – 2008 Viết thuê luận văn thạc sĩ Luanvanaz@mail.com - 0972.162.399 67 tương ứng Đặc biệt trường hợp hai trường hợp N > P hay N < P giản đồ lập lịch CRR giảm từ 40% - 60% so với giản đồ lập lịch RR tương tứng Còn trường hợp hai trường hợp N > P hay N < P giản đồ lập lịch CRR giảm xấp xỉ 60% - 80% so với giản đồ lập lịch RR tương tứng Trong trường hợp N > P, N < P giản giản đồ lập lịch CRR hiệu PRR(Cr) PRR(Av) ngoại trừ trường hợp N < P và tỉ lệ lỗi kết nhỏ 0.001 Còn giản đồ lập lịch PRR(Cr) hiệu chút so với PRR(Av) tỉ lệ lỗi nhỏ 0.001 Còn lai gần tương đương Sở dĩ giản đồ có kết tốt giản đồ quan tâm đến việc chọn máy trạm cho nâng cao độ tin cậy nhiệm vụ sau lần tính toán máy trạm độ tin cậy nhiệm vụ nhanh hướng tới ngưỡng tin cậy Hình 4-1 Biểu đồ so sánh chậm chễ giản đồ lập lịch với s= 0.25,N >P Nguyễn Quang Hòa - Lớp CH CNTT 2006 – 2008 Viết thuê luận văn thạc sĩ Luanvanaz@mail.com - 0972.162.399 68 Hình 4-2 Biểu đồ so sánh chậm chễ giản đồ lập lịch với s= 0.5,N >P Hình 4-3 Biểu đồ so sánh chậm chễ giản đồ lập lịch với s= 0.75,N >P Nguyễn Quang Hòa - Lớp CH CNTT 2006 – 2008 Viết thuê luận văn thạc sĩ Luanvanaz@mail.com - 0972.162.399 69 Hình 4-4 Biểu đồ so sánh chậm chễ giản đồ lập lịch với s= 1,N >P Hình 4-5 Biểu đồ so sánh chậm chễ giản đồ lập lịch với s= 0.25,N< P Nguyễn Quang Hòa - Lớp CH CNTT 2006 – 2008 Viết thuê luận văn thạc sĩ Luanvanaz@mail.com - 0972.162.399 70 Hình 4-6 Biểu đồ so sánh chậm chễ giản đồ lập lịch với s= 0.5,N< P Hình 4-7 Biểu đồ so sánh chậm chễ giản đồ lập lịch với s= 0.75,N< P Nguyễn Quang Hòa - Lớp CH CNTT 2006 – 2008 Viết thuê luận văn thạc sĩ Luanvanaz@mail.com - 0972.162.399 71 Hình 4-8 Biểu đồ so sánh chậm chễ giản đồ lập lịch với s= 1,N< P Nguyễn Quang Hòa - Lớp CH CNTT 2006 – 2008 Viết thuê luận văn thạc sĩ Luanvanaz@mail.com - 0972.162.399 72 Chương KẾT LUẬN Trong luận văn này, thảo luận vấn đề lập lịch cho hệ thống tính toán tình nguyện sử dụng kĩ thuật chịu lỗi dựa độ tin cậy Như hệ thống yêu cầu quay lại thực thi nhiệm vụ máy tính tình nguyện để đảm bảo tin cậy kết bảo vệ hệ thống tử công máy phá hoại 5.1 Những kết đạt Về mặt lý thuyết: Đã tìm hiểu tổng quan hệ thống tính toán phân tán, tính toán lươi, tính toán ngang hàng tính toán tình nguyện Đã tìm hiểu vấn đề lập lịch tính toán tình nguyện Tìm hiểu kĩ thuật chịu lỗi truyền thống biểu theo số đông, kiểm tra điểm Tìm hiểu chịu lỗi dựa độ tin cậy Khảo sát số giản đồ lập lịch dành cho máy chủ hệ thống tính toán tình nguyện giản đồ lập lịch Round Robin giản đồ lập dựa độ ưu tiên khả tính toán Đặc biệt đề xuất hai giản đồ lập lịch dựa độ tin cậy là: Giản đồ lập lịch Round Robin dựa tin cậy giản đồ lập lịch Round Robin dựa kiểm thử độ tin cậy Về mặt thực nghiệm, luân văn mô thành công giản đồ lập lịch đề xuất đưa kịch mô Các kết mô việc áp dụng kĩ thuật lập lịch đề xuất giảm đáng kể thời gian tính toán hệ thống so với lập Round Robin thông thường hai trường hợp 5.2 Những công việc chưa làm Tuy đưa giản đồ lập lịch mô thành công giản đồ lập lịch thời gian hạn chế nên chưa tích hợp vào hệ thống BOINC Nguyễn Quang Hòa - Lớp CH CNTT 2006 – 2008 Viết thuê luận văn thạc sĩ Luanvanaz@mail.com - 0972.162.399 73 5.3 Hướng phát triển tương lai Trong tương lai tiếp tục tích hợp giản đồ lập lịch vào hệ thống BOINC Và tiếp tục nghiên cứu đưa vài giản đồ chịu lỗi dựa độ tin cậy cho vấn đề lập lịch động tập trung vào độ tin cậy, khả thực tính sãn sàng máy tính tình nguyện hay độ tin cậy nhiệm vụ thực thi Phát triển hệ thống tính toán tình nguyện Việt Nam: VN@Home Nguyễn Quang Hòa - Lớp CH CNTT 2006 – 2008 Viết thuê luận văn thạc sĩ Luanvanaz@mail.com - 0972.162.399 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO Sarmenta, L.F.G., Hirano, S.: Bayanihan: Building and studying volunteer computing systems using java Future Generation Computer Systems 15 (1999) 675–686 (SETI@home, http://setiathome.berkeley.edu) Anderson, D.P.: Boinc: A system for public-resource computing and storage In:Fifth IEEE/ACM International Workshop on Grid Computing (2004) 4–10 Foster, I.: The grid: A new infrastructure for 21st century science Physics Today (2002) 42–47 Foster, I., Iamnitchi, A.: On death, taxes, and the convergence of peer-to-peer and grid computing In: 2nd International Workshop on Peer-to-Peer Systems (IPTPS’03), Berkeley, CA (2003) (Enstein@home, http://einstein.phys.uwm.edu) (Climateprediction.net, http://climateprediction.net) Sarmenta, L.F.G.: Sabotage-tolerance mechanisms for volunteer computing systems Future Generation Computer Systems 18 (2002) 561–572 Anderson, D.P., Fedak, G.: The computational and storage potential of volunteer computing In: Sixth IEEE International Symposium on Cluster Computing and the Grid (2006) 73–80 10 Son Hong Ngo, Ph.D: Priority Round Robin Scheduling Scheme for Reliable Volunteer Computing Systems 4-8 11 L.F.G Sarmenta, Volunteer Computing, Ph.D thesis.Dept of Electrical Engineering and Computer Science, MIT, Cambridge, MA, Dec., 2000 111 - 130 12 Anderson, D.P., E Korpela, and R Walton "HighPerformance Task Distribution for Volunteer Computing" 1st IEEE International Conference on eScience and Grid Computing, Melbourne, Dec 2005, pp 196-203 Nguyễn Quang Hòa - Lớp CH CNTT 2006 – 2008 Viết thuê luận văn thạc sĩ Luanvanaz@mail.com - 0972.162.399 75 13 Anderson, D.P., C Christensen, and B Allen."Designing a Runtime System for Volunteer Computing", to appear in Supercomputing – 4, 14 David P Anderson, John McLeod: “Local Scheduling for Volunteer Computing” 1-3 15 Derrick Kondo, David P Anderson, John McLeod:” Performance Evaluation of Scheduling Policies for Volunteer Computing” 1-2 16 M Taufer, A Kerstens, T P Estrada, D A Flores, R Zamudio, P J Teller, R Armen, and C L Brooks: “Moving Volunteer Computing towards Knowledge-Constructed, Dynamically-Adaptive Modeling and Scheduling” 17 Jason Sonnek, Mukesh Nathan, Abhishek Chandra, and Jon Weissman” Reputation-Based Scheduling on Unreliable Distributed Infrastructures” November 21, 2005 4-7 18 Gheorghe Cosmin Silaghi, Alvaro E Arenas, Luis Moura Silva: “Reputationbased trust management systems and their applicability to grids” 19 “The Effectiveness of Threshold-based Scheduling Policies in BOINC Projects” Trilce Estrada, David A Flores, Michela Taufer, Patricia J Teller, Andre Kerstens, David P Anderson 3-4 20 “Volunteer Computing” by Luis F G Sarmenta 21 A L Beberg, J Lawson, D McNett, distributed.net, http://www.distributed.net 22 “Peer-to-Peer Computing: Systems, Concepts and Characteristics” Andreas Mauthe, David Hutchison Computing Department Lancaster University Lancaster LA1 4YR UK 2-4 23 BOINC: http://boinc.berkeley.edu 24 http://avianflugrid.pragma-grid.net 25 http://www.pragma-grid.net Nguyễn Quang Hòa - Lớp CH CNTT 2006 – 2008 Viết thuê luận văn thạc sĩ Luanvanaz@mail.com - 0972.162.399 [...]... trong hệ thống, được chỉ trong hình 2-1 Ở đây độ tin cậy của một vài đối tượng X, được viết là , được định nghĩa là xác suất điều kiện để X cho một kết quả tốt Có bốn loại độ tin cậy: Độ tin cậy của một máy trạm, độ tin cậy của kết quả, độ tin cậy của một nhóm kết quả (một nhóm chứa đựng các kết quả giống nhau) và độ tin cậy của một thực thể công việc Độ tin cậy của một máy trạm phụ thuộc vào các hành... của kết quả, số lượng điểm kiểm tra mà nó đã vượt qua Độ tin cậy của một kết quả thì bằng độ tin cậy của máy trạm trả về kết quả đó Độ tin cậy của một nhóm các kết quả là xác suất có điều kiện để kết quả là chính xác Cuối cùng độ tin cậy của một thực thể công việc là độ tin cậy của nhóm tốt nhất được xác minh qua quá trình xử lý biểu quyết Trong suốt quá trình chạy một lô song song, độ tin cậy của... kết hợp giữa khả năng tính toán và độ tin cậy của máy trạm với độ tin cậy của các nhiệm vụ đang được thực thi để cải thiện toàn bộ hiệu năng trong giới hạn thời gian thực thi trong khi vẫn đảm bảo được yêu cầu độ tin cậy và đề xuất ra một thuật toán lập lịch hiệu quả được gọi là “Lập lịch Round Robin dựa trên độ ưu tiên về độ tin cậy và khả năng thực hiện” Tính hiệu quả của thuật toán sẽ được xác minh... giao), còn độ tin cậy của máy trạm chính là tỉ số giữa các công việc hoàn thành cho kết quả đúng trên số công việc hoàn thành của máy trạm 1.3.3.3Lập lịch chịu lỗi dựa trên độ tin cậy Cơ bản, một hệ thống tính toán tình nguyện cho phép truy xuất rộng rãi từ công chúng, vì vậy một vấn đề đang tăng lên là bảo vệ hệ thống như thế nào từ sự phá hoại của nhiều người dùng ác ý đệ trình các kết quả giả mạo... máy tình nguyện tại cùng một thời điểm Dẫn đến kết quả, thuật toán dựa trên độ tin cậy đang tồn tại đạt được hiệu năng tính toán thấp trong giới hạn thời gian thực thi Tác giả đã đề xuất một thuật toán lập lịch dựa trên độ ưu tiên theo khả năng thưc thi của các máy tình nguyện cho trường hợp này Nó đã chứng minh được việc áp dụng thuật toán này đã làm tăng hiệu năng cho kĩ thuật chịu lỗi dựa trên độ tin. .. nhiều các kĩ thuật chịu đựng lỗi để bảo vệ các hệ thống chống lại những người tình nguyện ác ý như là biểu quyết, kiểm tra điểm, dò vết trở lại và danh sách đen Đặc biệt, tác giả đã giới thiệu định nghĩa độ tin cậy và đề xuất một kĩ thuật chịu đựng lỗi dựa trên độ tin cậy mới Trong kĩ thuật mới này, độ tin cậy của một kết quả được ước lượng như là sác xuất Nguyễn Quang Hòa - Lớp CH CNTT 2006 – 2008... cậy của các đối tượng trong hệ thống thay đổi hoặc là: (1) các máy trạm qua được các kiểm tra điểm (vì vậy tăng độ tin cậy các kết quả của chúng và các nhóm chúng tham gia) (2) các kết quả ánh xạ được nhận cho thực thể công việc giống nhau (vì vậy hình thành kết quả nhóm), (3) hoặc máy trạm có thể bị bắt (vì các kết quả chúng không hợp lệ, và giảm độ tin cậy của nhóm các kết quả liên quan đến chúng )... của riêng nó 1.3 Tính toán tình nguyện 1.3.1 Khái niệm Tính toán tình nguyện là một mô hình tính toán song song mới cho phép người dùng tình nguyện trên toàn mạng phân bổ các tài nguyên tính toán nhàn rỗi của họ để hỗ trợ cho tính toán song song có phạm vi rộng lớn [1], [2], [3], [20] Không giống như các hệ thống tính toán lưới phổ biến [4], [5], các hệ thống tính toán tình nguyện chứa đựng nhiều các... đặt chúng đến các máy tính tình nguyện để thực thi Mỗi máy tính tình nguyện thực thi các nhiệm vụ được chỉ định và rồi gửi các kết quả quay trở lại đến các máy chủ trung tâm Các máy chủ trung tâm sẽ tập hợp những kết quả đó và làm một vài các công việc thêm như là kiểm tra kết quả và trả về kết quả cuối cùng đến người dùng cuối của hệ thống Hình 1-4 Mô hình tính toán tình nguyện 1.3.2 BOINC 1.3.2.1Khái... việc, mô hình này được dùng trong tất cả các hệ thống tính toán tình nguyện thực tế hiện nay, thêm vào đó là trong nhiều các hệ thống lưới, các hệ thống metacomputing, và toàn bộ các hệ thống tính toán song song dựa trên mạng diện rộng khác Trong mô hình này một tính toán được chia vào thành vào một dãy các lô, mỗi lô bao gồm nhiều các đối tượng công việc độc lập nhau [1] Tại thời điểm bắt đầu của mỗi