پیاده سازی اتوماتیك سرویس با استفاده از مجازی سازی
پیاده سازی اتوماتیك سرویس با استفاده از مجازی سازی – ایران ترجمه – Irantarjomeh
مقالات ترجمه شده آماده گروه کامپیوتر
مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی
مقالات رایگان
قیمت
قیمت این مقاله: 25000 تومان (ایران ترجمه - irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
پیاده سازی اتوماتیك سرویس با استفاده از مجازی سازی
شماره |
96 |
کد مقاله |
COM96 |
مترجم |
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh |
نام فارسی |
پیاده سازی اتوماتیك سرویس با استفاده از مجازی سازی |
نام انگلیسی |
Automatic Service Deployment Using Virtualisation |
تعداد صفحه به فارسی |
30 |
تعداد صفحه به انگلیسی |
9 |
کلمات کلیدی به فارسی |
پیاده سازی اتوماتیك سرویس، مجازی سازی |
کلمات کلیدی به انگلیسی |
Automatic service deployment, virtualisation |
مرجع به فارسی |
لابراتوار سیستمهای موازی و توزیعی، كالج انفورماتیك، دانشگاه وستمینسترIEEE |
مرجع به انگلیسی |
MTA SZTAKI, Lab. of Parallel and Distributed Systems , School of Informatics, University of Westminster, IEEE |
سال |
2008 |
کشور |
انگلستان |
پیاده سازی اتوماتیك سرویس با استفاده از مجازی سازی
چكیده
پیاده سازی دستی سیستم های كاربردی غالباً نیازمند تخصص هم در زمینه سیستمها و هم در زمینه برنامههای كاربردی اصلی یا بنیادین میباشد. پیاده سازی اتوماتیك سرویس میتواند سبب ارتقای قابل توجه فرآیند پیاده سازی با استفاده از سرویس های پیاده سازی برحسب تقاضا و سرویسهای خود ترمیم پذیر شود. جهت پشتیبانی از این ویژگیها مقاله جاری نسبت به تشریح یك مورد الحاقی، سرویس فضای كاری گلوباس (Globus Workspace Service)، اقدام مینماید [10]. این مورد شامل ایجاد ادوات مجازی برای سرویسهای گرید (Grid)، پیاده سازی سرویس از یك انباره یا مخزن و تأثیر گذاری بر زمانبندیهای سرویس از طریق تغییر خدمات برنامه ریزی اجرایی، ژنراتورها/ تولید كنندههای مجموعه كاندید (candidate set generators) یا سیستم های اطلاعاتی میباشد.
1- مقدمه
1-1. مسائل مربوط به پیاده سازی سرویس و سیستم كاربردی
محققین از سیستم های كاربردی نرم افزاری پیچیده (نظیر BLAST، CHARMm، GAMESS-UK) كه بوسیله مدیران سایت ها پیاده شده اند استفاده مینمایند. آنها میبایست سیستم های كاربردی خود را در سایت هایی اجرا نمایند كه این سیستمها را در آنجا نصب كرده باشند. محققین نمیتوانند از منابع شبكه ای استفاده نمایند كه در آنها برنامه های كاربردی خود را پیاده سازی نكردهاند. این سیستم های كاربردی آنقدر پیچیده میباشند كه كاربران غالباً توانایی پیاده سازی آنها را بر روی سایت های جدید نخواهند داشت. حتی در صورتی كه توانایی پیاده سازی این سیستمها وجود داشته باشد، سیاست ها یا خط مشی های سایت در محیط های تولید گرید غالباً به كاربران اجازه پیاده سازی برنامه های كاربردی جدیدی را نخواهد داد. بنابراین، آنها میبایست ازمدیران سایت جهت نصب و پیكر بندی آن دسته از سیستم های كاربردی، كه بدان نیاز دارند، استفاده نمایند. چنین رویه استقراری ممكن است موجب بروز برخی از مسائل مرتبط با كسب مجوز و حفظ و نگهداری در هر سایت شود. برنامه های كاربردی ممكن است دارای شرایط خاصی از نظر مجوز باشند و فراهم آورندگان سایت گرید احتمالا خواستار منطبق ساختن خود با این شرایط نمیباشند، مخصوصاً به هنگامی این مجوزها مجانی نیز عرضه نمیشوند. حتی در صورتی كه مسائل مربوط به كسب مجوز نیز حل شوند، پیچیدگی این برنامه های كاربردی ممكن است دانش خاصی را طلب نماید كه مدیران سایت احتمالا از آن بیبهره هستند.
…
2-1. اتوماسیون پیاده سازی
پیاده سازی سرویس اتوماتیك میتواند سبب ارتقای رویه پیاده سازی به میزان قابل توجهی از طریق كاربرد راهكار پیاده سازی برحسب تقاضا و خدمات خود ترمیمی شود.
در زمینه پیاده سازی برحسب تقاضا، برنامه های كاربردی از یك انباره اطلاعاتی فراخوانی شده و سپس نصب گردیده و قبل از اجرا بر روی سایت مقصد پیكر بندی میشوند. این پیاده سازی را میتوان بوسیله یك فرد دلال (broker) و یا یك سیستم پیش رزرواسیون راه اندازی نمود. پیاده سازی برحسب تقاضا از انباره های متمركز یا غیر متمركز استفاده مینماید. انبارههای متمركز كلیه بسته های نرم افزاری مورد نیاز و لزومی را موقعیتی مشابه با پیكر بندی آنها ذخیره مینمایند. در انباره های توزیعی، بسته ها در امتداد گرید توزیع میشوند. انباره های توزیعی یا آنكه اقدام به ذخیره سازی اجزای نرم افزاری از قبل بسته بندی شده نموده و از ارجاعهایی به پارامترهای وابسته خود برخوردار میباشند و یا آنكه اجزای نرم افزاری در حول گرید با استفاده از برخی از راه حلهای تكرار توزیع میشوند. پیاده سازی برحسب تقاضا سبب افزایش خطرات استفاده از سایتهای شبكه بصورت مخرب خواهد شد. اجزای نرم افزاری پیاده شده جدید ممكن است با اجزای پیاده شده قبلی در تداخل باشند، نرم افزاری كه نصب شده است ممكن است نیازمند به اتصالات به شبكه بیرونی باشد، بنابراین، چنین سرویسی در هر یك از منابع سخت افزاری محلی، نظیر دیسك، شبكه، نیروی پردازشی) میبایست دارای محدودیت های اكیدی، برحسب توافق سطح سرویس، باشد [13].
3-1. مجازی سازی و پیاده سازی
پیاده سازی اتوماتیك سرویس را میتوان بصورت متعاقب از طریق كاربرد مجازی سازی ارتقا داد. معماری های جدید سخت افزاری پشتیبانی بیشتری را برای مجازی سازی فراهم میآورند. بنابراین، نرم افزار مربوطه نیز میبایست قابلیت كار با این رویكرد را داشته باشد. برنامه كاربردی و رابط های سرویس نیز میبایست در ابتدا نصب شده كه همراه با كلیه سیستم های وابسته در یك تصویر/ ایمیج ماشین مجازی، بعنوان ادوات مجازی قابل اجرا بر روی سایت های مقصد، عمل مینمایند. بر این مبنا، فرآیند پیاده سازی در تعامل با رویه های نصب و فعال سازی ادوات مجازی خواهد بود. محققین شبكه تاكنون برخی از راه حل های این فرآیند را پیاده نموده اند، بطور مثال: سكو یا پلتفرم XenoServer [12]، یا سرویس فضای كاری (WS) [10] برای Globus Toolkit 4 [6].
این مقاله به شرح ذیل سازماندهی شده است. بخش 2 تحقیقات مرتبط را به بحث میگذارد. بخش 3 مروری در زمینه معماری پیاده سازی را عرضه میدارد. بخش 4 تشریح كننده سرویس ایجاد ادوات مجازی پیشرفته میباشد. بخش 5 راه حل هایی را برای جایگزینی یك برنامه اجرایی جهت شامل نمودن راهكارهای پیاده سازی را ارائه مینماید و بخش 6 رویه های پیاده سازی شده كنونی را مرور مینماید و در نهایت بخش 7 به نتیجه گیری این تحقیق میپردازد.
2- تحقیقات مرتبط
سرویس فضای كاری (WS) [10] بعنوان یك پروژه انكوباتور یا مركز رشد، از محدوده گسترده ای از سناریوها پشتیبانی مینماید كه شامل فضاهای كاری مجازی، خوشه های مجازی و پیاده سازی سرویس، از نصب یك پشته سرویس بزرگ همانند ATLAS تا پیاده سازی یك سرویس WSRF واحد، در صورت مهیا بودن ایمیج ماشین مجازی (VM) از آن سرویس، میباشد. WS جهت پشتیبانی از چندین ماشین مجازی طراحی شده مشتمل بر XEN [2]، VMWare، VServer، به منظور تكمیل وظیفه آن، خواهد بود.
3- پیاده سازی اتوماتیك سرویس
به منظور پشتیبانی از پیاده سازی اتوماتیك سرویس، رابط WS را میبایست از طریق دو سرویس جدید گسترش داد:
سرویس ساخت ادوات مجازی اتوماتیك (AVS)
این سرویس میبایست از رویه پیاده سازی سرویس از طریق ایجاد ادوات مجازی برای سرویسهای گرید پشتیبانی نماید. ادوات مجازی را میبایست در یك انباره مربوط به یك ابزاره خاص، بطور مثال در سرویس محتویات سیستم كاربردی [8] (ACS)، ذخیره نمود. این سرویس فراهم آورنده یك رابط ساده برای مدیریت آرشیوهای كاربردی (AA) [8] میباشد ، كه در بردارنده هر دوی بسته های كاربردی و پیكربندی های آنها است. WS میبایست قابلیت ارزیابی محتویات این سرویس از طریق استفاده از ارجاعهای نقطه انتهایی كه بوسیله ACS برای هر AA ارائه شده است را داشته باشد. ادوات مجازی (یا ایمیج های سرویس) را میبایست به حداقل رساند، چرا كه انباره مربوطه احتمالا میبایست تعداد زیادی از ادوات مجازی را در خود نگه دارد. در نتیجه، ابزار فشرده ساز ادوات مجازی میبایست نسبت به بهینه سازی آرشیو این ادوات، حتی در صورتی كه در حال استفاده از فرمت های مختلف تكنیك های مجازی سازی گوناگون نظیر XEN، VMVare یا VirtualPC میباشد، اقدام نماید.
1-3. فرآیند پیاده سازی با معماری پیشنهادی
فرآیند پیاده سازی سرویس مبتنی بر WS با ماشینهای مجازی XEN در شكل1 عرضه شده است. این فرآیند شامل دو فاز میباشد: فاز ایجاد ادوات مجازی و پیاده سازی سرویس.
4- سرویس ایجاد ادوات مجازی اتوماتیك (AVS)
سرویس ایجاد ادوات مجازی اتوماتیك نسبت به ایجاد و ذخیره سازی ادوات مجازی در یك انباره ACS [8] اقدام نموده تا بدینوسیله این ادوات را برای WS مهیا نماید. این سرویس در یك رابط WS– ACS ساخته میشود كه سبب اعمال پیاده سازی در گریدها خواهد شد. این رابط میبایست قابلیت فعال سازیWS جهت پیاده سازی ادوات مجازی دریافت شده از نمونه های AA از یك انباره ACS را داشته باشد. نمونه های AA اقدام به ذخیره سازی ادوات مجازی و وضعیت آنها مینمایند. وضعیت یك ابزار مجازی متشكل از ویژگی های منبع WS و پارامترهای پیكر بندی VM است. این سرویس دارای عملكردی به شرح ذیل میباشد:
ایجاد ادوات مجازی. سرویس AVS اقدام به پیاده سازی رابط AVS-WS مینماید. اولین رویه پیاده سازی این سرویس از ماشین مجازی XEN بهره میجوید [2]. این سرویس 4 عملیات را فراهم میآورد. در ابتدا، اقدام به تولید یك نمونه AA مینماید. در وهله دوم، این سرویس به XEN VM دستور ایجاد یك تصویر/ ایمیج دیسك و حافظه حوزه مربوطه را داده و این ایمیجها را در نمونه AA ذخیره مینماید. در وهله سوم، سرویس مربوطه اقدام به جمع آوری پارامترهای نصب VM ، نظیر موارد نصب خاص حوزه XEN نموده و در صورت وجود، این شبكه رویه نصب برای حوزه VM0 را شكل داده و این پارامترها به ویژگیهای منبع WS تبدیل مینماید. درنهایت، این سرویس وضعیت ایمیج VM را برای نمونه AA آپلود خواهد نمود. این سرویس مشابه با تكنولوژی های فراهم شده بوسیله بیلدرها یا تولید كنندههای ابزار مجازی همانند (rBuilder) میباشد، با این حال، این سیستم سطح بالاتری از اتوماسیون، برای مهیا سازی ادوات، بر روی سیستم هایی كه قبلاً پیاده سازی شده اند، را فراهم میآورد.
بهینه سازی ادوات مجازی. جهت به حداقل رساندن اندازه ادوات مجازی، بایدآنها را فشرده نمود. فشرده سازی موثر ایمیج را میتوان از طریق رویكرد تزریق نقص یا خطای فعال حاصل آورد كه بعنوان یك الگوریتم تشخیص وابستگی انعطاف پذیر مطرح میباشد. هر WSRF (چارچوب منبع سرویسهای وبی) را میبایست با استفاده از یك تست junit جهت بهینه سازی و مشخص نمودن اعتبار فرآیند فشرده سازی ایمیج مورد بررسی قرارداد. وابستگی های زیرسیستمی كه در طی فرآیند فشرده سازی تشخیص داده شده اند را باید برای استفاده متعاقب، به طور مثال در مستندات CDL [3] (زبان توصیف پیكر بندی) یا در یك توصیف گر پیاده سازی مبتنی بر مدل، ذخیره نمود.
5- سرویس كمكی زمان بندی (SAS)
این سرویس بر روی یك انباره ACS [8] ساخته شده و غالباً بوسیله AVS مهیا میشود تا آنكه قابلیت ارائه كمك در زمینه مشخص نمودن یك برنامه زمانی جهت اجرای یك درخواست سرویس را داشته باشد، كه در آن ملاحضات مربوطه به هردو سایت، جائیكه این سرویس پیاده شده است و جائیكه باید اجرا شود، اما هنوز در آن نصب نشده است، مد نظر قرار خواهند گرفت. در صورتی كه سرویس های پیاده شده موجود نباشند، این خصیصه كنترل مینماید كه آیا هر یك از سایت های متعاقب گرید قابلیت تحویل این سرویس را دارا هستند، تا بدین وسیله بتوان هزینه پیاه سازی را نیز كاهش داد.
1-5. پیوندهای OGSA-EPS
OGSA-EPS [7] دارای دو اتصال اصلی با جهان بیرون میباشد: تولید كنندهها/ ژنراتورهای مجموعه كاندید (Candidate Set Generators) و سرویس های اطلاعات. به منظور تأثیر بر برنامههای زمانبندی كه EPS ایجاد مینماید، سرویس كمكی را میتوان بر روی هریك از مؤلفههای ذیل و یا تركیبی از آنها نصب نمود:
تولید كنندههای مجموعه كاندید. سیستم كمكی برنامه زمان بندی نسبت به تولید سایت های كاندید بیشتر برای اجرا اقدام مینماید. این سایت ها جزء مولفههایی بشمار میآیند كه در آنها سرویسهای مورد تقاضا پیاده نشده اند. در صورتی كه كاندیدهای جدیدی اضافه شوند، سیستم پیاده سازی مدیریت شده كانتینر/ محتوا باید مورد پشتیبانی قرار گیرد، در غیر اینصورت SAS، در زمینه سایت های جدیداً اضافه شده، باید نكاتی را برای EPS روشن سازد تا آنكه ملاحظات مرتبط با وظایف پیاده سازی اعمال گردند.
سرویس های برنامه ریزی اجرایی. سیستم كمكی برنامه زمان بندی اقدام به انجام یك پرس و جو در CSG مینماید تا آنكه لیستی از سایت ها، كه قابلیت اعمال درخواست سرویس را دارند، فراخوانی شود. در صورتی كه هیچ سایتی قابلیت حصول سرویس درخواست شده را نداشته باشد EPS در پی نتایج حاصله از پرس و جوی دوم اقدام به تصمیم گیری نموده و دو هویت مجزا را به برنامه زمان بندی اضافه مینماید، یك هویت اختیاری برای وظیفه پیاده سازی و هویت دیگر برای وظیفه حقیقی، یعنی فراخوانی سرویس.
سرویس های اطلاعات. سیستم كمكی برنامه زمان بندی اقدام به ایجاد ورودی های مجازی در سرویس های اطلاعات مینمایند. از آنجایی كه هردوی CSG و EPS بشدت متكی به IS میباشند، سیستم كمكی میتواند در بردارنده اطلاعاتی باشد كه ممكن است تصمیم آنها را تغییر دهد. این اطلاعات مشخص كننده حضور سرویس بر روی سایت هایی است كه در آن این سرویس هنوز پیاده نشده است. اطلاعات QoS كه در ورودی های مجازی ذخیره شدهاند پس از پیاده سازی از سطحی كه آن سرویس اعمال میدارد، تنزل خواهند نمود. با این وجود، حتی این سطح تنزل یافته را نیز میتوان بعنوان یك مبحث امیدوار كننده در بین سایت های دارای سربار بالا مد نظر قرار داد. این راه حل دارای مشكلات جدی در مقایسه با دو راه حل قبلی میباشد.
2-5. ارتقای CSG
سیستم كمكی CSG بعنوان یك كلاسیفایر تطبیقی هستی مدارانه توزیع پذیر [14] ، جهت تعریف مجموعه ای از منابعی مد نظر میباشد كه یك وظیفه را میتوان بر روی آن اجرا نمود. CSG قابلیت ایجاد قوانین دسته بندی خود، با استفاده از صفات خاص IS محلی، را خواهد داشت. هرCSG ممكن است دارای یك بازخورد در زمینه عملكرد برنامه زمانی خود باشد كه در بر فراز كاندیدهای آن ایجاد شده است تا آنكه توانایی ارتقای متعاقب قواعد طبقه بندی آن با استفاده از یك سیستم فراگیری نیمه هدایت شده را داشته باشد. CSGها اقدام به ایجاد شبكه P2P مینماید و درخواست كاندید EPSها نیز ممكن است برفراز CSGهای مجاور گسترش یابد تا اقدام به پالایش درخواستی شود كه به هنگامی كه كیفیت كاندیدهای كنونی كمتر از یك محدوده خاص بودهاند، ارسال شده است.
3-5. ارتقای EPS
سیستم كمكی EPS دارای رویه های پیاده سازی مختلفی است كه منوط به آن میباشد كه چگونه بخش های دیگر SAS پیاده سازی شده اند. در صورتی كه هر دوی سیستمهای كمكیCSG و EPS پیاده شده باشند، EPS قابلیت اتخاذ تصمیمات هوشمندانه تری را خواهد داشت. پس از دریافت مجموعه- منبع كاندید، EPS اقدام به ارزیابی رویه پیاده سازی و هزینه های كاربردی سرویس مشخص شده برحسب كاندید مینماید. جهت برآورد هزینه های پیاده سازی، EPS اقدام به اعمال پرس وجوی در WS با یك ارجاع نقطه انتهاییACS مینماید كه مشخص كننده یك ابزار مجازی خاص میباشد. در نتیجه، WS میبایست با این قابلیت توسعه یابد. هزینه های كاربردی همچنین شامل میباشند، بطور مثال، هزینه ارتباطات بین سرویسی، همانند آنكه آیا یك سرویس نزدیكتر با وابستگی های خود پیاده شده است تا براین مبنا هزینه های ارتباطاتی كاهش یابد. بنابراین، EPS جهت ارزیابی تغییر در هزینه ارتباطات، بین نقاط انتهایی تحت تأثیر قرار گرفته، اقدام به ارسال عامل های نرم افزاری مینماید( نظیر كنترل نهفتگی یا زمان بیكاری و پهنای باند موجود). SAS دارای یك معماری اتصال – مدار میباشد تا آنك قابلیت پشتیبانی از عامل های مختلفی كه اقدام به اكتشاف ویژگیهای مختلف رویه های پیاده سازی مینمایند را داشته باشند.
4-5. ارتقای IS
سیستم كمكی IS منابع اطلاعاتی مربوط به سایتهایی را فراهم میآورد كه قابلیت پذیرش فراخوانی سرویس پس از پیاده سازی را داشته باشند. SAS متریك های مورد نیاز مشخص شده بوسیله طرح GLUE [1] ، نظیر EstimatedResponseTim، WorstResponseTime)، برای هر سایت در گرید برحسب موجود بودن سرویس محلی را محاسبه نموده و آنها را بعنوان ServiceData انتشار میدهد.
6- پیاده سازی
1-6. تعمیم سرویس فضای كاری
سرویس فضای كاری دارای یك معماری اتصال- مدار جهت پشتیبانی از منابع مختلف ادوات مجازی میباشد. جهت پشتیبانی از پیاده سازیهای اتوماتیك یك مخزن انباره ابزار مجازی میبایست متصل به WS باشد. این امر منجر به تعمیم یا گسترش WS با یك نوع جدیدی از StagingAdapter میگردد كه تحت عنوان AAStagingAdapter خوانده میشود. این آداپتور نسبت به پذیرش Application Archive EPRs بعنوان ورودی اقدام نموده و از سرویس ACS جهت انتقال ادوات مجازی درخواست شده به گره هدف استفاده مینماید. بعلاوه این سیستم بطور هوشمندانه ای قابلیت تشخیص این موضوع را خواهد داشت كه آیا سرویس ACS از راه دور، كه در بردارنده AA میباشد، قابلیت پشتیبانی از تعمیمهای معرفی شده متعاقب در بخش2-6 را خواهد داشت یا خیر. رفتار این مشخصه بشرح ذیل تغییر میكند (جهت جزئیات به شكل3 رجوع شود):
2-6. ACS بعنوان یك انباره برای ادوات مجازی
سه ویژگی اصلی در سرویس ACS ما وجود دارد:
روش های انتقال برای فایل های بزرگ. ویژگی ACS تنها نیازمند آن خواهد بود كه موارد محاط شده و مقولههای انتقال AA مبتنی براتصال-WS بوسیله كلیه اشخاصی كه اقدام به پیاده سازی سیستم مینمایند پشتیبانی شوند.
7- نتیجه گیری و تحقیقات آتی
این مقاله نسبت به تعریف زیرساختاری اقدام مینماید كه بر مبنای میتوان اقدام به ایجاد یك راه حل پیاده سازی سرویس اتوماتیك نمود. این سیستم چرخه حیاط سرویس و رویه پیاده سازی برنامه كاربردی از بسته بندی تا اجرای آن را تحت پوشش قرار میدهد. ادوات مجازی اصلی با قابلیت خود ترمیمی، برای سرویس های پیاده شده با AVS توان دسترسی بالاتری را فراهم میآورند. در عین حال، SAS سرویس های گرید را برحسب تقاضا در اختیار ما میگذارد. بنابراین كاربران شبكه بیش از این مقید به سایت هایی كه در آن برنامه های كاربردی خود را پیاده كردهاند نبوده و حالت عمومیت سیستمی هم اكنون مهیا میباشد.
در مباحث آتی رابط ادوات مجازی خود ترمیمی را میبایست جهت پشتیبانی از هشدارهای محلی و اعلانهای گسترده در زمینه ناكارآمدی یا بروز نقص و همچنین برای سیستم های خود كنترلی یا كنترل اتوماتیك توسعه داد. راه حل پیاده سازی برحسب تقاضای انتشار یافته را میبایست بیش از این بصورت یك راه حل عمومیعرضه داشت تا آنكه قابلیت پشتیبانی از سناریوهای پیاده سازی متعاقب فراهم شود. بعلاوه SAS را میبایست به سمت یك سیستم یكپارچه و جامع همراه با سیستم های فرعی مدیریتی اجرایی دیگر در OGSA همانند CDDLM تعمیم و گسترش داد [3].
پیاده سازی اتوماتیك سرویس با استفاده از مجازی سازی