Mô hình giám sát trực tuyến hệ phân tán quy mô lớn - Luận án tiến sĩ Đại học Đà Nẵng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ------
------- TRẦN NGUYỄN HỒNG PHÚC NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH GIÁM SÁT TRỰC TUYẾN CHO HỆ PHÂN TÁN QUY MÔ LỚN LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐÀ NẴNG – 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG ------
------- TRẦN NGUYỄN HỒNG PHÚC NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH GIÁM SÁT TRỰC TUYẾN CHO HỆ PHÂN TÁN QUY MÔ LỚN Chuyên ngành : KHOA HỌC MÁY TÍNH Mã số : 62 48 01 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: 1. Nguyễn Xuân Huy ĐÀ NẴNG – 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do tôi thực hiện, dưới sự hướng dẫn của PGS. Lê Văn Sơn và PGS. Nguyễn Xuân Huy.

Tôi xin cam đoan các kết quả nghiên cứu được trình bày trong Luận án là trung thực và không sao chép từ bất kỳ Luận án nào khác. Một số kết quả nghiên cứu là thành quả tập thể và đã được các đồng tác giả đồng ý cho sử dụng. Mọi trích dẫn đều có ghi nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng và đầy đủ. Trần Nguyễn Hồng Phúc MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ TIẾNG ANH .i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU .ii DANH MỤC BẢNG BIỂU.

iii DANH MỤC HÌNH VẼ.iv MỞ ĐẦU. Tính cấp thiết của việc nghiên cứu. Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu.

Các đóng góp chính. Cấu trúc của Luận án. TỔNG QUAN VỀ GIÁM SÁT HỆ PHÂN TÁN .1 Hệ phân tán và các đặc trưng cơ bản.2 Khảo sát một số mô hình và giải pháp giám sát.1 Các tác vụ cơ bản trong giám sát và mô hình giám sát tham chiếu .2 Hệ thống ZM4/SIMPLE .3 Hệ thống MOTEL.4 Hệ thống MonALISA .5 Hệ thống giám sát PCMONS .6 Công cụ giám sát tích hợp theo đối tượng.3 Phân tích và đánh giá giám sát hệ phân tán .1 Phân tích và đánh giá giải pháp giám sát.1 Giám sát bằng phần cứng.2 Giám sát bằng phần mềm .2 Phân tích và đánh giá mô hình hệ thống quản trị.1 Mô hình tập trung .2 Mô hình phân tán.3 Phân tích và đánh giá chức năng giám sát.4 Phân tích và đánh giá một số cơ sở kỹ thuật giám sát hệ phân tán.4 Kết chương. MÔ HÌNH HÓA HỆ PHÂN TÁN QUY MÔ LỚN.1 Thông tin cơ bản của các đối tượng được giám sát.2 Đề xuất mô hình kiến trúc và hành vi cơ bản cho đối tượng trong hệ phân tán .1 Mô hình kiến trúc cho đối tượng trong hệ phân tán.2 Mô hình hành vi cho đối tượng trong hệ phân tán .3 Mô hình hóa cho hệ phân tán quy mô lớn .1 Mô hình kiến trúc hệ phân tán quy mô lớn.2 Mô hình hành vi hệ phân tán quy mô lớn .4 Kết chương.

MÔ HÌNH GIÁM SÁT TỔNG HỢP KIẾN TRÚC VÀ HÀNH VI CƠ BẢN HỆ PHÂN TÁN QUY MÔ LỚN.1 Đề xuất mô hình giám sát cho hệ phân tán quy mô lớn .1 Mô hình thực thể giám sát kiến trúc.2 Mô hình thực thể giám sát hành vi.3 Mô hình hệ thống đa tác tử giám sát .2 Giải pháp giám sát cơ bản .1 Giải pháp giám sát kiến trúc .2 Giải pháp giám sát hành vi .3 Giải pháp hỗ trợ điều chỉnh tải cho máy chủ giám sát.3 Kết chương. THỰC NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ.1 Thu thập thông tin kiến trúc CPU .1 Xây dựng kịch bản thực nghiệm .2 Kết quả thực nghiệm và nhận xét đánh giá.2 Giám sát hoạt động của tiến trình.1 Xây dựng kịch bản thực nghiệm .2 Kết quả thực nghiệm, phân tích và đánh giá.3 Giải pháp hỗ trợ điều chỉnh tải cho máy chủ giám sát .1 Xây dựng kịch bản thực nghiệm .2 Kết quả thực nghiệm và nhận xét đánh giá.4 Một số đánh giá triển khai mô hình giám sát.1 Phác đồ giám sát hệ phân tán quy mô lớn .2 Giám sát trực tuyến hoạt động kết nối tương tác giữa các đối tượng .3 Giám sát trạng thái kết nối mạng với giao thức ICMP.4 Giám sát với giao thức SNMP .5 Kết chương. 121 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN. 122 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ.

124 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 125 i DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ THUẬT NGỮ TIẾNG ANH Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt CFSM Communicating Finite State Máy trạng thái hữu hạn truyền Machine thông CPU Central Processing Unit Bộ xử lý trung tâm DB Database Cơ sở dữ liệu HDD Hard Disk Drive Ổ đĩa cứng ICMP Internet Control Message Protocol Giao thức thông điệp điều khiển Internet ISO International Organization for Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế Standardization LSDS Large Scale Distributed System Phân tán quy mô lớn MEM Memory Bộ nhớ MIB Management Information Base Cơ sở thông tin quản trị MSS Maximum Segment Size Kích thước đoạn lớn nhất RAM Random Access Memory Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên SNMP Simple Network Management Giao thức quản trị mạng đơn Protocol giản WAN Wide Area Network Mạng diện rộng ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU Ký hiệu Ý nghĩa ↔ Kết nối truyền thông ← Phép gán → Xác định hoặc chuyển sang || Phép tổ hợp mô hình {} Tập giá trị rỗng -σ Sự kiện nhận vào +σ Sự kiện phát ra Σin Tập hợp các sự kiện nhận vào Σout Tập hợp các sự kiện phát ra δ Hàm biểu diễn chuyển đổi trạng thái x y Mô tả liên kết giữa thiết bị x và thiết bị y AM Mô hình kiến trúc Fi Máy trạng thái hữu hạn truyền thông thứ i ni Nút mạng thứ i PEin Phép chiếu xác định sự kiện nhận vào PSin Phép chiếu xác định trạng thái ứng với sự kiện vào PEout Phép chiếu xác định sự kiện phát ra PSout Phép chiếu xác định trạng thái ứng với sự kiện phát ra pj Cổng thứ j trên một nút mạng di Độ trễ truyền thông thứ i ∪ Phép toán hợp của hai tập hợp iii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1. Các tác vụ cơ bản trong giám sát. Chức năng hệ thống giám sát.

Mô hình cơ sở giám sát. Giải pháp thực thi giám sát. Mô hình giám sát. Thành phần và thuộc tính giám sát cơ bản.

Danh sách các mô hình trong giám sát tổng hợp. Danh sách thực thể giám sát kiến trúc. Danh sách thực thể giám sát hành vi. Danh sách tác tử giám sát.

Tải hệ thống và mức độ sử dụng CPU [79]. Thông tin giám sát thành phần cơ bản trong nút mạng. Thông tin giám sát thành phần cơ bản trong lớp mạng. Bảng tham số mô phỏng thực nghiệm giám sát kiến trúc CPU.

Bảng kết quả giám sát kiến trúc CPU. Bảng tham số thực nghiệm giám sát hoạt động tiến trình. Bảng nhận xét giải pháp giám sát hoạt động tiến trình. Thông tin liên quan điều chỉnh tải.

Bảng tham số mô phỏng thực nghiệm điều chỉnh tải. Các bước triển khai giám sát hệ phân tán quy mô lớn. Bảng nhận xét giải pháp giám sát hoạt động kết nối tương tác. Bảng nhận xét giám sát kết nối mạng với ICMP.

118 iv DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1. Tình hình kết nối Internet từ giai đoạn 1994 đến hiện nay [80]. Sự phát triển lĩnh vực ICT từ giai đoạn 2001 đến 2016 [81]. Sự phát triển kỹ thuật mạng di động từ giai đoạn 2007 đến 2016 [81].

Tình hình sử dụng Internet từ giai đoạn 2001 đến 2016 [81]. Tỷ lệ người sử dụng Internet năm 2016 [81]. Thống kê và dự báo lưu lượng IP Internet [81]. Sơ đồ logic của hệ thống mạng tại MoBiFone khu vực 3.

Mô hình tham chiếu của Samani và Sloman [49]. Kiến trúc ZM4 [48]. Kiến trúc SIMPLE [30]. Kiến trúc MOTEL [67].

Kiến trúc MonALISA [52]. Kiến trúc PCMONS [14]. Các hoạt động cơ bản của đối tượng được giám sát. Một số thông tin giám sát cơ bản.

Mô hình kiến trúc một nút mạng. Mô hình tổ hợp kiến trúc. Hoạt động tương tác giữa các CFSM. Quá trình truyền dữ liệu đơn giản.

Quá trình truyền dữ liệu với CFSM. Quá trình truyền thông tương tác giữa hai máy trạng thái. Kết quả tổ hợp hoạt động truyền thông. Mô hình phân cấp hệ thống mạng quy mô lớn.

Không gian địa chỉ phân cấp. Mô hình quản trị phân cấp của LSDS. Minh họa cho mô hình kiến trúc tổng hợp. Mô hình hành vi cơ bản.

Mô hình hoạt động các thành phần PROC_CPU_RAM. Tổ hợp hoạt động các thành phần PROC_CPU_RAM. Mô hình giám sát tổng quát. Mô hình giám sát kiến trúc LSDS.

Mô hình giám sát hành vi LSDS. Máy trạng thái hữu hạn truyền thông giám sát hành vi. Mô hình hệ thống tác tử giám sát. Mô hình tương tác của hệ thống giám sát.

Phương pháp thu thập thông tin của ME_AM_MO. Phương pháp thu thập thông tin hành vi các thành phần cơ bản. Đánh giá sử dụng CPU [79]. Giải pháp điều chỉnh tách tải giám sát.

Giải pháp điều chỉnh gộp tải giám sát. Cấu trúc giám sát thành phần CPU ở mức lớp mạng. Thông tin giám sát CPU theo mức lớp mạng và nút mạng ở kịch bản 1. Thông tin giám sát CPU theo mức lớp mạng và nút mạng ở kịch bản 2.

Gói tin giám sát CPU theo mức lớp mạng và nút mạng ở kịch bản 1. Kiến trúc kết nối mạng của hệ thống xử lý dữ liệu cước. Quản lý hành vi tiến trình login. Quản lý hành vi tiến trình import.

Màn hình giám sát hệ thống xử lý dữ liệu cước. Thời gian thực hiện xử lý dữ liệu cước. Màn hình mô phỏng thực nghiệm điều chỉnh giám sát. Kết quả trước và sau khi thực hiện điều chỉnh tải.

Thông tin giám sát truyền thông trên hệ thống. Kết quả truyền thông trên hệ thống sau khi thực hiện gom nhóm. Máy trạng thái giám sát hoạt động kết nối tương tác. Giám sát hoạt động kết nối tại MoBiFone khu vực 3.

Mô hình hoạt động ICMP với công cụ hệ thống. Mô hình giám sát kết nối mạng tại MoBiFone khu vực 3. Mô hình ứng dụng giao thức SNMP tại MoBiFone khu vực 3. 120 Luận án đủ ở file: Luận án full