Документ представляет результаты исследований в области программно-конфигурируемых сетей, проведенных в Оренбургском государственном университете, и описывает выполненные проекты и их результаты. В частности, обсуждаются концепции и алгоритмы управления сетевыми ресурсами, а также разработка моделей для распределенных вычислительных центров обработки данных. Исследования поддержаны Министерством образования и науки России в рамках федеральной целевой программы.

1. ОГУ
1/11
Исследования программно-
конфигурируемых сетей в Оренбургском
государственном университете
Шухман А.Е., зав. кафедрой администрирования
информационных систем Оренбургского госуниверситета,
к.п.н, доцент
Семинар «ПКС – технологии в научной и
образовательной среде»
30.05.2013, Москва
Исследования выполнены при поддержке Минобрнауки России в рамках реализации ФЦП
«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития
научно-технологического комплекса России на 2007—2013 годы» № 14.514.11.4048

2. ОГУ
2/11
Задел в исследуемой области
 Исследования в области анализа и
вероятностного моделирования компьютерных
сетей (В.Н. Тарасов, Н.Ф. Бахарева, Ю.А.
Ушаков, А.Л. Коннов и др.)
 Исследования в области эффективных
алгоритмов планирования задач для
кластерных и грид-систем (В.П. Гергель, П.Н.
Полежаев и др.)
 Модели распределения ресурсов в
информационных системах (И.П. Болодурина,
Т.В. Волкова, Д.И. Парфенов и др.)

3. ОГУ
3/11
Выполняемые проекты в рамках ФЦП
«Исследования и разработки...»
 Анализ и разработка методов и алгоритмов
управления сетевыми ресурсами в
распределенных вычислительных центрах
обработки данных на основе программно-
конфигурируемых компьютерных сетей
июнь 2012 г. – июль 2013 г.
 Создание типовых программных решений для
управления корпоративной беспроводной
инфраструктурой на основе программно-
конфигурируемых сетей
март 2013 г. – август 2013 г.

4. ОГУ
Модель распределенного
вычислительного ЦОД с ПКС его
сегментов
Структурная модель
распределенного вычислительного ЦОД
с ПКС его сегментов
Математическая модель
параллельной вычислительной
задачи
Математическая модель сети
передачи данных
Модель облачной системы
распределенного вычислительного
ЦОД с ПКС его сегментов
Математическая модель
вычислительной задачи
грид-системы
Модель вычислительной грид-
системы поверх облачной системы
4/11
Комплекс разработанных моделей для
распределенных вычислительных ЦОД

5. ОГУ
5/11
Результаты теоретических
исследований
 Предложена концепция расширения сетевой
операционной системы NOX на основе единой
отказоустойчивой СУБД и разработана
объектная модель расширения.
 Разработан прототип модуля обеспечения QoS
для NOX обеспечивающий минимальную
полосу пропускания потока или
гарантированный верхний предел для
суммарной задержки.
 Разработаны алгоритмы планирования задач
грид-системы, учитывающие характеристики
компьютерной сети.

6. ОГУ
6/11
Экспериментальные исследования системы
управления вычислительными ЦОД на
основе ПКС
 Разработан модуль планирования задач
распределенной вычислительной системы для
системы управления задачами Torq.
 Разработан модуль для СОС Nox, работающий
совместно с модулем планирования задач.
 Создан экспериментальный ЦОД из двух сегментов по
8 вычислительных узлов.
 Максимальный рост производительности (на 2.4% и
8.7% для вычислительно-интенсивного и
коммуникационно-интенсивного наборов задач)
продемонстрировал вариант сочетания алгоритма
планирования задач BackfillSDM и проактивного метода
управления сетью.

7. ОГУ  Поддерживаются любые клиентские устройства без
необходимости установки дополнительного ПО.
 ПО для точки доступа создается под унифицированную
платформу OpenWRT,
 Управление осуществляется централизовано
специальным модулем СОС.
 Для управления используется технология OpenFlow.
 Используется виртуальная точка доступа для каждого
клиента.
 Решение о переключении клиента между физическими
точками доступа принимается системой управления.
 Обеспечивается бесшовный роуминг с минимальными
задержками.
7/11
Концепция централизованного управления
беспроводной инфраструктурой

8. ОГУ
8/11
Схема работы виртуальных точек доступа
Real Wireless Router
Virtual AP 3: SSID = MAC
client2
Virtual AP 2: SSID =
MAC_client2
Virtual AP 1: SSID =
MAC_client1Client 1
Client 2
Client 3
OpenVSwitch
HostAP
Service

9. ОГУ
9/11
Схема бесшовного роуминга
VirtAP Controller
Previous Wireless Router
Moving Wireless
Client
Next Wireless Router
Bad signal strength from client
Is there another AP for this client?
I have better signal from this client
Virtual AP
Create a copy of Virtual AP
NO probe
NO ReAuth
NO ReAssociation
Client take only
some delay
Ok

10. ОГУ
10/11
Первый прототип беспроводной сети
(с использованием ПК для управления точками
доступа)

11. ОГУ
11/11
Особенности исследований в
области ПКС
 Междисциплинарность
 Низкая стоимость минимального набора
оборудования
 Инновационный характер результатов
 Очень широкая область применения
контактный e-mail: shukhman@gmail.com