Исследование аналитической модели

Оценка степени надежности вычислительных систем на основе технологии виртуализации – это задача нетривиальная, так как она зависит от ряда факторов: применяемое оборудование, ПО виртуализации, механизмы, помогающие повысить степень надежности. Кроме того, потенциал обеспечения надежности вычислительной системы в существенной степени определяется особенностями некоторых выполняющихся виртуальных сервисов. Отметим, что в некоторых случаях (критичность срывов процесса вычисления) они ограничивают возможности по восстановлению системы после сбоев [10].
В процессе моделирования проектного решения кластера, который создан для запуска виртуальной машины в режиме «Отказоустойчивость», считается, что вычислительная система имеет 2 сервера общего назначения – с высокоскоростными интерфейсами 10G Ethernet или InfiniBand и, коммутатором 10G Ethernet или InfiniBand (рисунок 3.1).
Рисунок 3.1 - Схема конфигурации кластера, предназначенного для запуска ВМ в режиме «отказоустойчивость»
На каждом сервере стоит 1 локальный жесткий диск (HDD), который сопряжен с интерфейсом SATA или SAS. На двух серверах на жестком диске устанавливается гипервизор им ПО кластеризации, ПО управления визуализации. На локальных жестких дисках серверов разворачивается определенная система хранения информации с синхронной репликацией данных – с основного сервера на запасной сервер. На кластере работает ВМ в режимах «Отказоустойчивость» для исключения остановок при отказе сервера, «Высокая доступность» - для повторного запуска ВМ при отказе или сбое сервера, ПО. На ВМ запущен пользовательский сервис.
В процессе моделирования проектного кластера, который создан для запуска ВМ в режиме «Высокая доступность», предусматривается, что кластер состоит с 2х серверов общего назначения – со стандартными интерфейсами сети - Fast/Gigabit Ethernet, коммутатора второго уровня Fast/Gigabit Ethernet (рисунок 3.2).
Рисунок 3.2 - Схема конфигурации кластера, предназначенного для запуска ВМ в режиме «высокая доступность»
На каждом сервере стоит 1 локальный жесткий диск (HDD), который сопряжен с интерфейсом SATA или SAS. На двух серверах на жестком диске устанавливается гипервизор им ПО кластеризации, ПО управления визуализации

. На локальных жестких дисках серверов разворачивается определенная система хранения информации с синхронной репликацией данных – с основного сервера на запасной сервер. На кластере работает ВМ в режимах «Отказоустойчивость» для исключения остановок при отказе сервера, «Высокая доступность» - для повторного запуска ВМ при отказе или сбое сервера, ПО. На ВМ запущен пользовательский сервис.
В процессе построения марковской модели надежности в восстанавливаемом, отказоустойчивом кластере с требованиями разного уровня к применяемому оборудованию, к эксплуатации, будем считать, что в процессе оперативного восстановления в любое время восстанавливается лишь 1 узел, а при неоперативном восстановлении восстанавливаются все узлы, которые дали сбой. Узлы кластера – это сервер, коммутатор и жесткий диск. Полагаем, что приоритет восстановления будет следующим: коммутатор, сервер, диск.
В ходе моделирования применения оперативного восстановления предусмотрено, что работы выполняются сразу после того, как выявится отказ узла – в максимально короткие сроки.
Если используется неоперативное восстановление, то считается, что работы осуществляются только после того, как сбои возникнут на нескольких узлах кластера, что приведет к остановки пользовательского сервиса – без возможности восстановления в автоматическом режиме.
Известными посчитаем следующие интенсивность отказа и восстановления:
1) интенсивность отказа сервера – λ;
2) интенсивность отказа диска – λ1;
3) интенсивность отказа коммутатора – λ2;
4) интенсивность оперативного восстановления сервера – : выявление отказа, разборка работоспособного диска с сервера, на котором выявлен сбой, монтаж нового сервера в стойку, монтаж в новый сервер диска, подключение сетевых кабелей к новому серверу;
5) интенсивность оперативного восстановления жесткого диска – : выявление сбоя, разбор диска на сервере, установка нового HDD, установка требуемого ПО, монтаж пользовательского сервиса в виртуальной машине;
6) интенсивность оперативного восстановления коммутатора – : выявление отказа, демонтаж коммутатора, который дал сбой, восстановление его конфигурации, установка коммутатора на стойке, подключение сетевых кабелей;
7) интенсивность синхронизации системы распределенного хранилища – восстановление реплики данных на новый диск;
8) интенсивность восстановления виртуальной машины после автоматического перезапуска – : обнаружение отказа ВМ в кластере, запуск и ВМ на другом сервере, загрузка приложения пользователя;
9) интенсивность неоперативного восстановления всей системы – : прибытие специалистов на объект, снятие отказавших узлов, установка и подключение, а также настройка отказавших в работе узлов [11].
В процессе выстраивания кластеров высокой надежности, на основе технологии виртуализации, в качестве критерия эффективности принимаются стационарный, а также нестационарный коэффициент готовности