فهرست جدول ها

عنوان و شماره                                                                                     صفحه

جدول 2.1. خلاصه مقایسه ابزار توصیف فرمال                                                                            36

جدول 3.1. سیستم های عامل قابل پشتیبانی توسط Hyper-V R2                                                41

جدول 3.2. سیستم های عامل قابل پشتیبانی توسط Xen نسخه 3.                                                 47

جدول 4.1. گزارهای فعال در وضعیت های M0 الی M15 از مدل پتری 4.30                                       164

جدول 5.1. خلاصه نتایج به دست آمده از تحلیل رفتار زیر سیستم ها و سرویس های VMware ESX     177

فهرست شکل ها

عنوان                                                                                                  صفحه

شکل 1.1. نحوه قرارگیری لایه های نرم افزاری بر روی سرور                                                            4

شکل 1.2. شمای کلی دیتا سنتر با معماری مجازی                                                                      5

شکل 2.1. مثال هایی از زبان های فرمال و تقسیم بندی آنها ]10[                                                    13

شکل 2.2. روال طراحی یک سیستم نمونه به کمک زبان های فرمال ]10[                                          14

شکل 2.3. نقطه gate در جبر پروسه ها ]4[                                                                              18

شکل 2.4. مدل تولید کننده- مصرف کننده به کمک LOTOS ]17[                                              19

شکل 2.5. مثالی از مدل سازی یک پروتکل به کمک شبکه های پتری ]23[                                        25

شکل 2.6. نمونه ای از شبکه پتری non-Live ]23[                                                                   27

شکل 2.7. نشانه گزاری برای: a) مجموعه موقعیت های ورودی و خروجی برای t و b) مجموعه گزارهای ورودی و خروجی برای p ]23[                                                                                                     30

شکل 2.8. مثال هایی از زیر مجموعه های شبکه های پتری ]23[                                                     32

شکل 2.9. یک شبکه پتری و گراف نشانه دار مربوط به آن ]23[                                                      33

شکل 3.1. معماری سطح بالای Hyper-V ]40[                                                                                    42

شکل 3.2. شمایی از معماری Xen ]51[                                                                                  47

شکل 3.3. نحوه سرویس دهی به ماشین میزبان توسط Qemu-DM ]51[                                        49

شکل 3.4. شمایی از معماری VMware ESXi ]3[                                                                   52

شکل 3.5. ساختار شماتیک مدیریت CIM ]3[                                                                          54

شکل 3.6. مثالی از مفاهیم میزبان، کلاستر و مخزن منابع ]60[                                                        58

شکل 3.7. طرز کار سرویس HA ]61[                                                                                                62

شکل 3.8. شمایی از معماری شبکه در محیط مجازی ]60[                                                             65

شکل 3.9. شمایی از معماری ذخیره سازی ]60[                                                                          66

شکل 3.10. طرز کار RDM ]60[                                                                                         68

شکل 3.11. شمایی از ساختار سرور مدیریت VirtualCenter ]60[                                                            70

شکل 4.1. زیر ساخت دیتا سنتر مجازی ]63[                                                                            73

این مطلب را هم بخوانید :

شکل 4.2. یک الگوی نمونه برای زیر ساخت دیتا فیزیکی سنتر ]60[                                                75

شکل 4.3. ساختار شماتیک دیتا سنتر نمونه                                                                              76

شکل 4.4. مدل پتری طراحی شده برای دیتا سنتر نمونه                                                               78

شکل 4.5. گراف پوشا برای مدل پتری شکل 4.4                                                                         88

شکل 4.6. نتیجه تحلیل فضای حالت به وسیله نرم افزار PIPE                                                       89

شکل  4.7. مدل پتری نحوه کار سرویس HA                                                                            96

شکل 4.8. عضویت شبکه 4.7 در زیرکلاس های شبکه های پتری                                                     100

شکل 4.9. گراف پوشای مدل 4.7                                                                                           101

شکل 4.10. نتیجه تحلیل فضای حالت بر روی مدل                                                                     102

شکل 4.11. نحوه توزیع توکن در وضعیت S8                                                                             103

شکل 4.12. شبیه سازی شبکه پتری شکل 4.7                                                                          104

شکل 4.13. چندین نمونه از شبیه سازی اجرای شبکه پتری                                                                       105

شکل 4.14. مدل پتری نحوه کار سرویس Fault Tolerance                                                        110

شکل 4.15. نحوه توزیع توکن ها در M3 و M4                                                                              112

شکل 4.16. گراف پوشای مدل پتری شکل 4.14                                                                         114

شکل 4.17 مدل پتری نحوه کار سرویس VMotion                                                                   118

شکل 4.18. گراف نشانه دار (G, ) مربوط به مدل 4.17                                                                       120

شکل 4.19. گراف پوشای مدل 4.17                                                                                       123

شکل 4.20. مدل پتری طرز کار ESX                                                                                    125

شکل 4.21. گراف جهت دار معادل شبکه پتری 4.20                                                                   130

شکل 4.22. گراف پوشای کدل پتری 4.20                                                                               132

شکل 4.23. نمای شماتیک مدل چند لایه ای سیستم ذخیره سازی در ESX ]63[                               134

شکل 4.24. مدل پتری ارائه شده از نحوه کار سیستم ذخیره سازی در ESX                                       139

شکل 4.25. گراف جهت دار متناظر با مدل پتری 4.24                                                                 144

شکل 4.26. گراف پوشای شبکه پتری 4.24                                                                               146

شکل 4.27. نرم افزار تحلیلگر گراف، در حال اجرای الگوریتم اول عمق                                                            147

شکل 4.28. نحوه ارتباط کارت شبکه مجازی و سوئیچ مجازی ]62[                                                  149

شکل 4.29. شمای کلی از ساختار شبکه در سرور ESX                                                                153

شکل 4.30. مدل پتری تهیه شده از ساختار شبکه در ESX                                                           156

شکل 4.31. گراف پوشای مدل پتری شکل 4.30                                                                        162

شکل 4.32. جستجوی اول عمق گراف شکل 4.31                                                                       163

شکل 4.33 مدل فرمال از نحوه کار سوئیچ مجازی                                                                                   170

شکل 4.34. گراف جهت دار متناظر با مدل پتری 4.33                                                                 173

شکل 4.35. گراف پوشای مدل پتری 4.33                                                                                174

فصل اول: مقدمه

1.1.             بیان مسئله و ضرورت تحقیق

نیاز بشر به پردازش و ذخیره سازی اطلاعات در دهه های گذشته همواره رشد صعودی و شتابدار داشته است. به گونه ای که حرکت از سیستم های توزیع شده بر روی سوپرکامپیوترهای گران قیمت به شبکه های بسیار پر قدرت و ارزان در مدت نسبتا کوتاهی صورت گرفته است. همچنین نیاز به مدیریت اطلاعات، پردازش، گردش کار و دیگر ابزار مدیریتی همواره رشد فزاینده داشته است. به طبع این نیاز، ساختار سیستم های کامپیوتری در سطوح فنی و مدیریتی نیز رشد کرده و پیچیده تر شده است.

به منظور جوابگویی به این حجم فزاینده درخواست ها و نیاز بازار به منابع پردازش و ذخیره سازی اطلاعات و نیز به منظور ارائه سرویس های مورد نیاز با کیفیت مناسب و قابل رقابت، یکی از بهترین راه های پیشنهاد شده، متمرکز نمودن این منابع و مدیریت صحیح آنها است. به این منظور و برای به حداکثر رساندن کیفیت خدمات و حداقل نمودن هزینه ها یکی از رایج ترین راهکارهای موجود راه اندازی مراکز داده یا دیتا سنتر ها می باشد. در این طرح با آماده سازی زیر ساخت های فیزیکی، امنیتی، شبکه ای، سخت افزاری و نرم افزاری، مجموعه ای از سرورهای قدرتمند برای ارائه سرویس های مورد نیاز مشتریان در نظر گرفته می شود. این سرورها با خطوط بسیار پر سرعت بر حسب نیاز به اینترنت یا شبکه های سازمانی متصل می گردند و با نصب سیستم های عامل و نرم افزارها و سرویس های مورد نیاز به کاربران خدمات لازم را ارائه می نمایند. با وجود چنین مراکزی دیگر سازمان ها و مراکز تجاری، صنعتی، دانشگاهی و غیره نیازی به راه اندازی مراکز سرویس دهی محلی[1] و نیز متحمل شدن هزینه های نگهداری، به روز رسانی و استخدام متخصصین نخواهند داشت. در ادامه به بررسی اجمالی دیتا سنترها خواهیم پرداخت تا بتوانیم طرح پیشنهادی را تشریح نمائیم.