توضیحات
تحقیق ارزیابی سیستم عامل مجازی و سوئیچ تحت همبندی حلقه، ستاره و درخت برای جریان داده‌های بزرگ
چکیده
این تحقیق در مورد عملکرد معماری سوئیچ‌های عامل مجازی[1] و سیستم‌های تحت ساختارهای توپولوژیکی مختلف برای رسیدگی به بسته‌های داده‌ای از مجموعه داده‌های جریان و داده‌های پویای بزرگ بحث می‌شود. ساختارهای همبندی مورد مطالعه عبارتند از: درخت، مش به طور کامل متصل و ستاره. یک چارچوب شبکه مجازی توسعه یافته است که می‌تواند هر تعداد گره با پارامترهای قابل تنظیم را تولید کند. ارزیابی حافظه، فضای دیسک و استفاده از CPU مورد نیاز در سه سوئیچ شبکه مجازی مجازی (openvSwitch، openSwitch، openWRT) نیز مورد بررسی قرار گرفت. دو پروتکل خاص – پروتکل اطلاعات مسیریابی (RIP) و اولین کوتاه‌ترین مسیر باز [2](OSPF) در برابر نیازهای پهنای باند مورد آزمایش قرار گرفتند.
کلمات کلیدی: شبکه‌های مجازی، عملکرد معماری، openSwitch
فهرست مطالب
فصل اول: مقدمه و تعریف مساله …………………………………………………………………………………………………………………………… 6
1-1- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 7
1-2- سیستم‌عامل مجازی ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 8
1-3- مجازی‌سازی کامل ……………………………………………………………………………………………………………………………………. 10
1-4- مجازی‌سازی در سطح سیستم‌عامل ………………………………………………………………………………………………………….. 11
1-5- سیستم‌عامل مجازی – OpenSwitch ………………………………………………………………………………………………….. 11
6-1- ساختار سمینار ………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 11
فصل دوم: همبندی و پروتکل‌های مسیریابی در شبکه ………………………………………………………………………………………. 15
1-2- مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 16
2-2- ماژول‌های گره خودکار و ساختار همبندی ……………………………………………………………………………………………….. 16
3-2- همبندی حلقه در شبکه …………………………………………………………………………………………………………………………… 19
4-2- همبندی ستاره در شبکه …………………………………………………………………………………………………………………………… 21
5-2- همبندی درخت در شبکه …………………………………………………………………………………………………………………………. 24
6-2- مسیریابی در شبکه …………………………………………………………………………………………………………………………………… 26
7-2- پروتکل‌های مسیریابی رایج ……………………………………………………………………………………………………………………….. 27
1-7-2- پروتکل RIP ………………………………………………………………………………………………………………………………………… 28
2-7-2- پروتکل IS-IS ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 30
3-7-2- پروتکل OSPF ……………………………………………………………………………………………………………………………………..32
4-7-2- پروتکل BGP ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 34
8-2- شرایط آزمایش همبندی‌ها ……………………………………………………………………………………………………………………….. 36
فصل سوم: نتیجه‌گیری ……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 43
1-3- بررسی کارایی OpenSwitch و OpenWrt ……………………………………………………………………………………….. 44
2-3- عملکرد توپولوژیکی بر حسب پهنای باند، حافظه و CPU ………………………………………………………………………. 46
3-3- نتیجه‌گیری ……………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 49
مراجع …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 50
فهرست اشکال و جداول
شکل 1-1: دیاگرام منطقی مجازی‌سازی کامل …………………………………………………………………………………………………… 10
شکل 1-2: OpenvSwitch به عنوان یک سوییچ شبکه مجازی ……………………………………………………………………. 12
شکل 2-1: ماژول نود در سلسله مراتب معماری ………………………………………………………………………………………………… 17
شکل 2-2: همبندی حلقه …………………………………………………………………………………………………………………………………… 19
شکل 2-3: همبندی ستاره ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 22
شکل 2-4: مثالی از کاربرد همبندی ستاره در شبکه …………………………………………………………………………………………. 23
شکل 2-5: همبندی درخت ………………………………………………………………………………………………………………………………… 24
شکل 2-6: مثال کاربردی از همبندی درخت در شبکه ……………………………………………………………………………………… 26
شکل 2-7: نمونه‌ای از کاربرد پروتکل مسیریابی IS-IS ……………………………………………………………………………………. 32
شکل 2-8: مسیریابی در شبکه با استفاده از پروتکل OSPF …………………………………………………………………………… 34
شکل 2-9: مثالی از چند شبکه خودمختار و ارتباط eBGP و iBGP در آنها ……………………………………………….. 35
شکل 2-10: بنچ مارک‌های شبکه ………………………………………………………………………………………………………………………. 39
شکل 2-11: همبندی درخت در اوبونتو …………………………………………………………………………………………………………….. 41
شکل 2-12: همبندی مش تمام متصل در اوبونتو ……………………………………………………………………………………………… 41
شکل 2-13: همبندی حلقه در ابونتو ………………………………………………………………………………………………………………….. 42
شکل 3-1: نمودار حافظه در ماشین‌های مجازی ………………………………………………………………………………………………… 44
شکل 3-2: نمودار CPU در ماشین‌های مجازی ………………………………………………………………………………………………… 45
شکل 3-3: نمودار فضای دیسک در ماشین‌های مجازی …………………………………………………………………………………….. 46
شکل 3-4: استفاده از حافظه بر حسب همبندی ……………………………………………………………………………………………….. 46
شکل 3-5: پهنای باند بر حسب همبندی …………………………………………………………………………………………………………… 47
شکل 3-6: استفاده از CPU بر حسب همبندی ………………………………………………………………………………………………… 48
شکل 3-7: پهنای باند بر حسب پروتکل ……………………………………………………………………………………………………………… 48
فصل اول
مقدمه و تعریف مساله
- مقدمه
هنگام ایجاد یک شبکه آزمایشی بزرگ، یک سیستم فیزیکی ایده آل خواهد بود که در آن یک ساختار واقعی زندگی مورد توجه قرار گیرد. هرچند یک سیستم فیزیکی برای یک شبکه بزرگ، نیاز به زمان زیادی برای پیکربندی دارد و بسیار گران قیمت خواهد بود. بنابراین، یک سیستم مجازی انتخاب می‌شود، زیرا این را اجازه می‌دهد تا ایجاد و پیکربندی شبکه به صورت خودکار انجام شود. نرم افزار مورد استفاده برای میزبانی یک ماشین مجازی یک hypervisor نامیده می‌شود. در این سمینار دو hypervisor اوراکل VM VirtualBox و VMware vSphere ESXi مورد استفاده قرار گرفت.
اوراکل VM VirtualBox، که در اینجا تنها VirtualBox نامیده می‌شود، منبع آزاد و رایگان برای استفاده از Hypervisor است که در تعدادی از سیستم عامل‌های مختلف پشتیبانی می‌شود و همچنین از ماشین‌های مجازی برای آزمایش، پشتیبانی می‌کند. به دلیل استفاده رایگان از سیاست‌ها و پشتیبانی آن برای تمامی سیستم عامل‌های اصلی، VirtualBox برای استفاده بهتر بود، بنابراین این سمینار به طور گسترده روی این پلتفرم تمرکز خواهد کرد. VMware vSphere ESXi بر روی یک کامپیوتر با کارایی بالا که برای آن طراحی شده بود استفاده شد.
سه سیستم عامل سوئیچ مجازی مورد استفاده قرار گرفت: OpenvSwitch، OpenSwitch و OpenWRT. این سیستم عامل‌ها به دلیل منبع باز، استفاده رایگان و سهم زیادی که در بازار دارند، انتخاب شده‌اند. یک منبع باز اجازه می‌دهد تا کاربر به میل خود به تغییر و جمع‌آوری سیستم‌عامل بپردازد. این می‌تواند برای از بین بردن برنامه‌های غیر ضروری و سایر فایل‌ها برای کاهش فضای اشغال شده ، مفید باشد. برخی از سیستم‌عامل‌های سوئیچ مجازی در بازار برای به روزرسانی سیستم نیاز به اشتراک پرداخت دارند. با استفاده از آزاد بودن، اجازه استفاده از سیستم عامل را بدون نیاز به یک خرید واحد یا اشتراک برای سیستم‌عامل فراهم می‌کند. قوی‌ترین دلیل این که این سیستم عامل‌های سوئیچ انتخاب شده‌اند، استفاده نسبتاً زیاد در بازار فناوری است. یکی از محبوب‌ترین سیستم‌عامل‌ها باعث به روزرسانی‌هایی‌می شود که پچ‌های مکرر و امنیتی هستند و همچنین یک انجمن بزرگ برای کمک در انجمن‌های اینترنتی دارند.
این سه سیستم عامل در طراحی بسیار شبیه هستند. هر یک را می‌توان به طور مستقیم بر روی مسیریاب تجاری فیزیکی و یا سوئیچ شبکه نصب کرد. هر یک نسخه اصلاح شده لینوکس خود را اجرا می‌کند که با برنامه‌های مختلف برای رسیدن به اهداف مشابه طراحی شده است. اگر چه سیستم‌های عامل بر اساس توزیع‌های مختلف لینوکس است، هرکدام از آنها نیاز به مشخصات سخت‌افزاری دیگری دارند تا سیستم‌عامل را اجرا کنند. مهم‌ترین عوامل تاثیرگذار در مشخصات سخت افزاری، اندازه فایل و نیاز به حافظه است.
2-1- سیستم عامل مجازی
در دنیای کامپیوتر ، یک ماشین مجازی (VM) یا سیستم عامل مجازی، شبیه‌سازی یک سیستم کامپیوتری است. ماشین‌های مجازی بر اساس معماری کامپیوتر هستند و قابلیت استفاده از یک کامپیوتر فیزیکی را فراهم می‌کنند. پیاده‌سازی آنها ممکن است شامل سخت‌افزار، نرم‌افزار یا ترکیب خاصی از این دو باشد [2].
ماشین‌های مجازی مختلفی وجود دارند که هر کدام دارای توابع مختلفی هستند:
- ماشین‌های مجازی سیستمی[3] (همچنین VM های کامل مجازی‌سازی شده نامیده می‌شوند) جایگزین یک ماشین واقعی می‌شوند. آنها قابلیت‌هایی را برای اجرای کل سیستم عامل فراهم می‌کنند. یک hypervisor از اجرای بومی برای به اشتراک گذاشتن و مدیریت سخت افزار استفاده می‌کند، که اجازه می‌دهد محیط‌های متعددی را که از یکدیگر جدا شده‌اند، با این حال در یک ماشین فیزیکی وجود داشته باشند. Hypervisor های مدرن از مجازی‌سازی با سخت‌افزار، سخت‌افزار خاص مجازی‌سازی، در درجه اول از پردازنده‌های میزبان استفاده می‌کنند.
- ماشین‌های مجازی فرایند[4] برای اجرای برنامه‌های کامپیوتری در یک محیط مستقل از پلتفرم طراحی شده‌اند.
برخی از ماشین‌های مجازی، مانند QEMU، طراحی شده‌اند تا معماری‌های مختلف را هم تقلید کنند و اجازه اجرای برنامه‌های کاربردی و سیستم عامل را برای پردازنده یا معماری دیگری بدهند. مجازی‌سازی در سطح سیستم‌عامل اجازه می‌دهد که منابع کامپیوتر از طریق پشتیبانی هسته برای نمونه‌های جدا شده نمونه مکانی که معمولاً نگه‌دارنده نامیده می‌شوند، بخش‌بندی شوند و می‌توانند از دید کاربران نهایی مانند دستگاه‌های واقعی به نظر برسند [2].
«سیستم‌عامل مجازی» ابتدا توسط پوپک و گلدبرگ به عنوان «یک کپی کارآمد و یکپارچه از یک ماشین رایانه‌ای واقعی» تعریف شد. استفاده فعلی شامل ماشین‌های مجازی است که هیچ ارتباط مستقیم با سخت‌افزار واقعی ندارند.
3-1- مجازی‌سازی کامل
در مجازی‌سازی کامل، دستگاه مجازی، سخت‌افزاری به اندازه کافی برای یک سیستم‌عامل مهمان (که یک مجموعه دستورالعمل طراحی شده) شبیه‌سازی می‌کند تا بتواند به صورت جداگانه اجرا شود. این روش در سال 1966 با IBM CP-40 و CP-67، پیشینیان خانواده VM، پیشگام بود [2].
[1] virtual operating switches [2] Open Shortest Path First (OSPF) [3] System virtual machine [4] Process virtual machineتوجه:
- برای دانلود فایل کامل از گزینه افزودن به سبد خرید بالا استفاده فرمایید.
- لینک دانلود فایل تحقیق ارزیابی سیستم عامل مجازی و سوئیچ تحت همبندی حلقه، ستاره و درخت برای جریان داده‌های بزرگ بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.
به منظور سفارش ترجمه تخصصی مقالات خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.
سفارش ترجمه مقاله
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.