Разработка ПО для резервного копирования без выделенного сервера на основе теории многоагентных систем

1.

МОСКОВСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ
Кафедра «Управление и моделирование систем»
Дипломный проект на тему
Разработка ПО для резервного копирования
без выделенного сервера на основе теории
многоагентных систем
Выполнил:
Васильев Денис Владимирович
Научный руководитель:
Русаков Алексей Михайлович
Москва, 2013

2. Системы резервного копирования

2

3. Постановка задачи

Цель дипломного проекта: Разработка ПО для
резервного копирования без выделенного сервера на
основе теории многоагентных систем с оптимизаций
выбора удаленной станции
Основные задачи, решаемые в дипломном проекте:
• Рассмотреть основные механизмы работы систем
резервного копирования.
• Обзор и анализ существующих технологий
распределенных систем резервного копирования.
• Разработка программно-математического обеспечения
для распределенного резервного копирования на
основе теории многоагентных систем.
3

4. Обзор и анализ распределенных систем резервного копирования

Критерий
сравнения
Tahoe-lafs
каждый
фрагмент файла
Избыточность
копируется на 3
узла системы
Открытость
Масштабируемость
Платформа
Работа по
сети
Оптимизация
выбора
удаленной
станции
Тип лицензии
да
Предлагаемое
решение
для
Каждый файл
восстановления
копируется на
требуются 6 узлов несколько узлов
из 11
Zumastor
Gfarm
есть
возможность
удаленной
репликации
репликация на
некоторые узлы
системы
да
нет
нет
множество узловхранилищ + 1
узел для
метаданных
множество узловхранилищ + 1
узел для
метаданных
мультиплатформенная
мультиплатформенная
репликация
множество узлов данных на один
удаленный хост
DSGrid
да
множество
узлов
мультиплатформенная
Linux
да
Реализуется
отдельно
да
да
да
нет
надстройка без
балансировки
нагрузки
нет
нет
да
Свободная
Свободная
Коммерческое
Коммерческое
Свободная
4

5. Теория многоагентных систем

Агент
–
самостоятельная
программная система, имеющая
возможность
самостоятельно
реагировать на внешние события и
выбирать
соответствующие
действия.
Многоагентные системы
состоят из множества
агентов, которые могут
взаимодействовать друг с
другом.
5

6. Основные свойства агентов

Автономность
—
агенты
работают
без
непосредственного вмешательства со стороны;
Адаптивность — агент обладает способностью
обучаться;
Интерактивность — взаимодействуют с другими
агентами;
Реактивность — воспринимают окружающую среду
и взаимодействуют с ней;
Наличие цели — совокупность состояний
достижение которых направлено текущее поведение агента;
Наличие убеждений — переменная часть базовых знаний, которые могут
меняться во времени;
Наличие обязательств — задачи, которые берет на себя агент по просьбе
и/или поручению других агентов;
Проактивность — сами являются источником возмущения для окружающей
среды, проявляя целеустремленное поведение;
Целеустремленность — агенты способны выполнять высокоуровневые
задачи и проявлять интеллектуальное поведение при достижении цели. 6

7.

7

8. Описание взаимодействия агентов

Автомат А соответствующий ведущему агенту
u1s
q1s
u2s
y1s
q2s
uis
y2s
qis yis
pNs p
s
uNs s
I
p1s
q0 y0
Ak
u1c
Qr
Ymaster
pNc p
c
uNc c
B
A
p1c
q1c
qsp1
qcp1
y mc 1
Qr1
p2s
p
qsp2
ys1
p2c
p
yc1
u2c
qcp2
q2c
pis
pic
p
ys2
p
yc2
ymc 2
Qr2
uic
c
y mi
Qri
qic
Aki
Qr1
Композиция
взаимодействующих автоматов
p
qcip yci
Ak1
Y slave
p
qsip y si
Qri
q1c
ymc 1
Ak1
q2c
ymc 2
Qr2
c
y mi
Qri
qic
pNc p
c
p1c
q0 y0
uNs c
p1s
u1s
p
qcp1 yc1
p
qsp1 ys1
q1s y1s
p2c
p2s
pNs p
s
u2s
qcp2
p
pic
p
pis
uis
yc2
qsp2 ys2
q2s y2s
p
qcip yci
p
qsip y si
qis yis
Автомат B соответствующий ведомому агенту
8
Совмещённый граф взаимодействующих автоматов

9. Оптимизация выбора удаленной станции для резервного копирования

3
1
2
S (n) a f x1 aпр / сп x2 aHDD x3 ,
где
af
aпр / сп
– коэффициент частоты появления
удаленной станции в сети
–
коэффициент
пропускная
способность удаленной станции
aHDD
– коэффициент объема свободного
места на диске
9

10.

Серверная логика
Клиентская логика
Основная логика алгоритма работы
системы распределённого резервного
копирования с оптимизацией
удаленной станции
10

11. Шифрование и фрагментация файлов

Алгоритм
Длина ключа
DES
64
Максимальная
длина ключа
64
TripleDES
128, 192
192
RC2
40-128
128
Rijndael
128, 192, 256
256
RSA
384-16384 (с
увеличением на 8 бит)
512-1024 (с увеличением
на 64 бита
1024
DSA
1024
11

12. Структура БД

12

13. Экономический раздел

13
13

14. Вычислительный эксперимент

14

15. Основные выводы

• ПО может применяться для резервного копирования
сети предприятия, используя незадействованные
ресурсы рабочих станций.
• При тестировании ПО было показано, что используя
предложенный механизм выбора удаленной станции
можно сократить время резервного копирования.
15

16.

16