در نهایت در صورت در دسترس بودن کانال مناسب و اسکن شدن دیسک، عملیات فراخوانی راه انداز دیسک فیزیکی می تواند توسط لایه انجام شود. در این حالت که معادل اجرای گزار T11 در مدل می باشد، لایه مذکور با دسترسی به راه انداز فیزیکی، درخواست را به وی ابلاغ می کند و سیستم در وضعیت P7 قرار می گیرد. اگر فراخوانی راه انداز به هر دلیل دچار مشکل شده و فرایند کامل نشود، گزار T18 رخ خواهد داد که همانند T15 با کشف خطا سیستم را به P10 می برد. در غیر اینصورت دو حالت محتمل خواهد بود. در حالت اول راه انداز می تواند درخواست را مستقیم به سمت دیسک ارسال نماید و در حالت دوم به دلیل شلوغی خط و یا اختلال موقتی و در دسترس نبودن دیسک امکان طرح بلادرنگ درخواست وجود ندارد بنابراین درخواست در یک صف ذخیره می شود. حالت اول با اجرای گزار T13 و حالت دوم با اجرای T14 در مدل مذکور نشان داده شده است. اجرای هر دو گزار سیستم را به وضعیت P9 خواهد برد.
اگر در اجرای درخواست ها مشکلی بروز کند سیستم با اجرای گزار T16 برای کشف خطا به P10 می رود در غیر این صورت پاسخ دریافت شده از دیسک از مسیر طی شده برای ماشین مجازی ارسال خواهد شد.
در صورتی که در هر یک از مراحل گفته شده، سیستم با کشف خطا به وضعیت P10 برسد، با اجرای ماژول های رسیدگی و کنترل خطا مشکل بررسی و طی گزار T20 به لایه های بالاتر و در نهایت ماشین مجازی گزارش داده می شود.
در قسمت بعدی به بررسی و تحلیل مدل ارائه شده خواهیم پرداخت.
بررسی و تحلیل مدل
در این بخش با تحلیل خصوصیات رفتاری مدل، میزان انعطاف پذیری و پایداری آن و در نهایت خوش رفتاری سیستم را بررسی خواهیم کرد. به همین منظور خصوصیات Liveness، Safeness و Reversibility را بر روی آن بررسی می نمائیم.
در ابتدا باید توجه داشت که تمام گزارها در شبکه فوق دارای تنها یک ورودی و یک خروجی هستند. بنابراین این شبکه، یک state machine است.
۴٫۷٫۳٫۱٫ Liveness
طبق قضایای فصل ۲، یک state machine در صورتی live است که همبند قوی باشد و M0 حداقل یک توکن داشته باشد. گراف جهت دار معادل مدل ۴٫۲۴ در شکل ۴٫۲۵ آمده است. برای ساده تر شدن گراف همه گزارها در آن به صورت لبه های ارتباطی بین موقعیت ها در نظر گرفته شده اند. این عمل به دلیل تعریف state machine که در آن هر گزار فقط یک ورودی و یک خروجی دارد ممکن است.
شکل ۴٫۲۵٫ گراف جهت دار متناظر با مدل پتری ۴٫۲۲
برای نشان دادن خصوصیت همبندی قوی در این گراف از الگوریتم کزاراجو استفاده می کنیم. با اجرای این الگوریتم بر روی گراف ۴٫۲۵ می بینیم که همه گره ها عضو یک حوزه همبند قوی بوده و در نتیجه کل گراف همبند قوی می باشد. به این ترتیب شبکه پتری متناظر با آن یعنی مدل ۴٫۲۴ نیز همبند قوی خواهد بود.
با استناد به قضیه ۴، همبند قوی بودن مدل پتری ۴٫۲۴ و نیز حضور یک توکن در شبکه در وضعیت M0، نشان دهنده وجود خصوصیت liveness در شبکه پتری مذکور است.
۴٫۷٫۳٫۲٫ Safeness
با توجه به قضیه ۵، یک state machine که دارای خصوصیت liveness می باشد، در صورتی safe خواهد بود که در وضعیت M0 دقیقا یک توکن در شبکه وجود داشته باشد. زیرا با توجه به اینکه وزن تمام لبه ها ۱ است و همه گزارها در شبکه نیز با هر بار اجرا شدن دقیقا یک توکن مصرف کرده و یک توکن ایجاد می کنند، تعداد توکن های قابل انتقال به یک موقعیت، هرگز بیش از ۱ نخواهد بود. پس شبکه ۱-bounded یا safe خواهد بود.
در شبکه ۴٫۲۴ در M0 دقیقا یک توکن وجود دارد بنابراین این شبکه safe است.
برای بررسی بیشتر می توان نگاهی به گراف پوشای شبکه مذکور که منعکس کننده تمام حالات قابل وقوع در آن است داشت. در این گراف که در بخش های قبلی نیز برای بررسی خصوصیات شبکه های پتری از آن کمک گرفته شده است، هر گره نشان دهنده یک وضعیت Mi است که با برچسبی از تعداد توکن های مجموعه موقعیت ها شبکه نشان داده می شود. به عنوان مثال در شکل ۴٫۲۶ بر چسب وضعیت M0 (S0) به صورت یک توکن در P0 و هیچ توکن در بقیه موقعیت ها نشان داده شده است.
با بررسی تمام این یازده وضعیت محتمل در شبکه خواهیم دید که هیچ گاه تعداد توکن ها در یک موقعیت بیش از ۱ نبوده است. به این ترتیب هرگز بیش از یک توکن در یک موقعیت قرار نخواهند گرفت.
شکل ۴٫۲۶٫ گراف پوشای شبکه پتری ۴٫۲۴
۴٫۷٫۳٫۳٫ Reversibility
برای بررسی این خصوصیت لازم است به تعریف Reversibility توجه کنیم. با یاد آوری تعریف این مفهوم و نیز خاصیت Reachability از فصل ۲ داریم: شبکه پتری ()، Reversible خوانده می شود اگر برای هر وضعیت M، در دنباله قابل اجرا از (R())، از طریق M، reachable باشد.
با این تعریف، در شبکه های کوچک می توان با بررسی کلیه وضعیت های محتمل در شبکه، reachable بودن را از طریق آنها بررسی نمود. در صورتی که از طریق تک تک این وضعیت ها ( تا ) قابل دسترسی باشد این شبکه Reversible است. با توجه به اینکه این وضعیت ها تماما در گراف پوشای مدل منعکس می شوند می توان با بررسی یک به یک گره های گراف این حالات را بررسی نمود.
اگر نشان دهیم که گراف ۴٫۲۶ یک گراف همبند قوی است، آنگاه مطمئن خواهیم بود که از هر گره به گره ی دیگر مسیر جهت داری وجود دارد. این بدان معنی است که از هر گره Si به S0 مسیری وجود دارد. بنابراین با بهره گرفتن از الگوریتم کزاراجو این گراف را برای یافتن حوزه های همبند قوی بررسی می کنیم.
به کمک اجرای دستی الگوریتم و جستجوی اول عمق به وسیله نرم افزار تحلیلگر گراف با نام “Virtual Graph Analyzer”، می بینیم که تنها یک حوزه همبند قوی در این گراف وجود دارد که شامل تمام گره های آن است. بنابراین این گراف همبند قوی است. (شکل ۴٫۲۷)
شکل ۴٫۲۷٫ نرم افزار تحلیلگر گراف، در حال اجرای الگوریتم اول عمق
به این ترتیب می توان نتیجه گرفت که از هر گره ی این گراف (هر وضعیت Mi) مسیری برای رسیدن به M0 وجود دارد. به عبارت دیگر از هر Mi با اجرای یک دنباله متناهی از گزارها می توان به M۰ رسید. بنابراین مدل پتری ۴٫۲۴ Reversible است.
معماری ساختار شبکه در ESX
در ادامه تشریح ساختار ESX و تحلیل مدل های مربوط به این ساختارها، در این بخش با تکیه بر مقدمات ارائه شده در فصل ۲، به تشریح دقیقتر ساختار شبکه در ESX hypervisor می پردازیم تا در بخش بعد بتوانیم یک مدل فرمال به کمک شبکه های پتری از آن ارائه نمائیم.
لازم به یادآوری است که طبق بخش بندی ارائه شده در ابتدای فصل، در این بخش ما لایه سوم از مدل کلی دیتا سنترها را ارائه خواهیم کرد. همچنین در این مسیر لازم خواهد بود بخش هایی از مدل ساختار شبکه شامل مکانیزم vSwitch به طور جداگانه مدل شود که یک مدل لایه چهارم را تشکیل خواهد داد.
تشریح ساختار شبکه
مدل لایه ای شبکه در ESX، ساختار ماژولار و انعطاف پذیری را برای کار با انواع سخت افزارهای شبکه و سیستم عامل ها فراهم می آورد. بخش کلیدی که توسط ساختار شبکه در محیط مجازی ارئه شده و مورد استفاده قرار می گیرد، مفهوم کارت شبکه مجازی[۱۹۹] است. این ماژول توسط ماشین های مجازی و سوئیچ مجازی مورد استفاده قرار می گیرد. سوئیچ مجازی نرم افزاری در ساختار شبکه ESX است که ارتباط بین ماشین های مجازی با یکدیگر و نیز ارتباط آنها با شبکه خارج از سرور ESX را فراهم می کند. شمای کلی این نحوه همکاری در شکل ۴٫۲۸ نشان داده شده است.
شکل ۴٫۲۸٫ نحوه ارتباط کارت شبکه مجازی و سوئیچ مجازی ]۶۲[
در ادامه به بررسی دقیقتر هر یک از بخش های این ساختار چند لایه و نحوه کار آنها می پردازیم ]۶۲[، ]۷۳[ و ]۷۴[.
نحوه کار کارت شبکه مجازی
این ماژول در واقع رابط نرم افزاری ماشین مجازی با شبکه خارجی است. به طور کلی سه نوع کارت شبکه برای یک ماشین مجازی قابل استفاده است که ماشین می تواند در آن واحد تنها از یک نوع آن استفاده کند. این انواع عبارتند از:
vmxnet
یک رابط شبکه نیمه مجازی[۲۰۰] است که تنها در صورتی کار می کند که نرم افزار مکمل VMware Tools بر روی سیستم عامل میهمان نصب شده باشد. عبارت نیمه مجازی در مورد این کارت شبکه به این معنی است که این ماژول از اجرا شدن در یک محیط مجازی مطلع است و بنابراین کاملا مستقل از ESX نمی باشد. کارت شبکه مجازی vmxnet برای کار با کیفیت بسیار زیاد ساخته شده است.
در صورتی که مدیر سیستم نرم افزار VMware Tools را بر روی سیستم عامل میهمان نصب کرده باشد، با انتخاب اتوماتیک کارت شبکه مجازی، این نوع کارت شبکه برای سیستم برگزیده می شود.
vlance
این نوع کارت شبکه در واقع شبیه سازی[۲۰۱] دقیقی از کارت مدل AMD Lance PCNet32 فراهم می کند که با اکثر سیستم عامل های ۳۲ بیتی سازگار است. در صورتی که نرم افزار VMware Tools بر روی سیستم عامل میهمان نصب نشده باشد، با انتخاب اتوماتیک کارت شبکه، این نوع کارت برای ماشین مجازی در نظر گرفته می شود.
e1000
[چهارشنبه 1401-04-15] [ 05:40:00 ب.ظ ]
|