Một phương pháp mô hình hóa kiến trúc cho các đối tượng được giám sát trong hệ phân tán

Trần Nguyễn Hồng Phúc, Lê Văn Sơn

MỘT PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HĨA KIẾN TRÚC CHO
CÁC ĐỐI TƯỢNG ĐƯỢC GIÁM SÁT TRONG HỆ PHÂN TÁN
AN ARCHITECTURE MODELING METHOD FOR MONITORED OBJECTS
OF DISTRIBUTED SYSTEMS
Trần Nguyễn Hồng Phúc, Lê Văn Sơn
Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng; Email: ,
Tóm tắt – Hệ phân tán là hệ thống phức tạp, phát sinh nhiều khả
năng tiềm ẩn như hỏng hóc phần cứng, tắt nghẽn,... vì vậy, người
quản trị hệ thống cần có các công cụ hỗ trợ giám sát và quản trị
mạng hiệu quả để đảm bảo cho hệ phân tán hoạt động ổn định.
Hướng tiếp cận mơ hình hóa hệ phân tán có vai trị quan trọng, là
phần cơ sở để hỗ trợ độc lập cho việc xây dựng, phát triển và tối ưu
các giải thuật cho các bài toán liên quan đến hệ phân tán mà không
phụ thuộc vào các thay đổi chi tiết về công nghệ, môi trường, kiến
trúc. Bài báo đề xuất một phương pháp thực hiện mô hình hóa kiến
trúc cơ bản cho các đối tượng được giám sát trong hệ phân tán,
trên cơ sở đó chúng tôi phát triển hệ thống giám sát trực tuyến các
hoạt động đối tượng của hệ phân tán theo kỹ thuật mơ hình, hỗ trợ
tích cực cho người quản trị trong công tác vận hành và khai thác hệ
phân tán phức tạp.

Abstract – Distributed systems are complex systems, since these
cause many potential risks in the system such as hardware
malfunction, congestion of the network,...so system administrators
need to have some effective support tools for network monitoring
and managing to ensure stability and performance in distributed
systems operations. The modeling approach to distributed systems
plays an important role and it’s a background for developing
algorithms, solutions to some problems in the distributed systems

independently. This does not depend on the technology changes,
TẠParchitecture
CHÍ KHOA
HỌC This
VÀ paper
CƠNG NGH
the environment and the system
changes.
proposes a methodology to model basic architecture for monitored
kiểm insoát
hàngsystems.
đợi, bài
tốn
mơmodel,
phỏng
phân
tích và
objects
distributed
Based
on this
we can
develop
an online monitoring solution for the activities of components
đánh
giá
hiệu
năng
[9,10].
in distributed systems by using modeling techniques. This will

effectively Giám
supportssát
administrators
operating
and exploiting
các hoạt inđộng
sẽ được
thực hiện
complex distributed systems.

Từ khóa – giám sát; hệ phân tán; kiến trúc; mạng; mơ hình; quản
trị mạng.

Key words – monitoring; distributed systems; architecture; network
trạng modeling;
thái, sựnetwork
kiện management.
xảy ra trên mỗi đối tượng hoặc
system;

1. Đặt vấn đề

gồm
sátcục
các hoạt
độngtrong
cục bộvà
bêncác
trong
và cáctác

tương
hoạtgiám
động
bộ bên
tương
trùn
tác
truyền
thơng
với
bên
ngồi
của
đối
tượng.
Mơ
hình
giám
thơng với bên ngồi của đối tượng. Mơ hình giám sát
sát tổng qt được trình bày trong Hình 1[2].

Hệ phân tán là một hệ thống phức tạp [1][2], các ứng
dụng phân tán quan trọng thực hiện trên phạm vi lớn, số
lượng người tham gia và các tiến trình sự kiện xảy ra trong
hệ phân tán đó không ngừng gia tăng nhanh, kiến trúc hệ
thống, môi trường tính tốn, cơng nghệ được áp dụng và
các thiết bị trên hệ phân tán có tính khơng đồng nhất và phổ
biến hiện nay [7][8] . Những đặc điểm đó đã đặt ra nhiều
thách thức cho công tác quản trị hệ phân tán, các yêu cầu
về giám sát và vận hành hệ thống. Nhiều công cụ và giải

pháp kỹ thuật đã được nghiên cứu phát triển để hỗ trợ cho
người quản trị giám sát hệ thống [1][2]. Hầu hết các hướng
tiếp cận dựa trên giải pháp kỹ thuật được các tác giả tập
trung vào giải quyết cho lớp vấn đề cụ thể, nên khi hệ thống
được giám sát có những thay đổi cơ bản về kiến trúc, hành
vi, môi trường hoạt động,.. thì giải pháp kỹ thuật hỗ trợ cần
phải được nghiên cứu bổ sung, hoàn thiện cho phù hợp với
những phát triển của hệ thống và những thay đổi về yêu cầu
mới đặt ra. Với phương pháp đặc tả hệ thống một cách tổng
quát và linh hoạt của hướng tiếp cận theo mơ hình hóa được
xem là phù hợp hơn cho những hệ thống có nhiều biến động
[3][4][10], được sử dụng làm cơ sở, nền tảng để phát triển
các giải pháp hỗ trợ hiệu quả và được ứng dụng phổ biến
trong hệ thống các sự kiện rời rạc [4][5][6]. Đối với lĩnh
vực giám sát hệ phân tán, ứng dụng các kỹ thuật dựa trên
hướng tiếp cận mơ hình hóa cũng đạt được một số kết quả
nhất định trong kiểm soát hàng đợi, bài tốn mơ phỏng phân
tích và đánh giá hiệu năng [9][10].
Giám sát các hoạt động sẽ được thực hiện trực tiếp hoặc
gián tiếp qua quan sát, thu thập các trạng thái, sự kiện xảy ra
trên mỗi đối tượng hoặc nhóm các đối tượng liên quan, bao

trực tiếp hoặc gián tiếp qua quan sát, thu thập các
nhóm các đối tượng liên quan, bao gồm giám sát các
tổng quát được trình bày trong Hình 1[2].
Đối tượng giám sát
Ứng dụng
giám sát
(Monitoring
Application)

Thực thể giám sát
(Monitoring entity)

Đối tượng được giám sát
(Monitored Object)
Ứng dụng

Dữ liệu

Phần cứng

Truyền thơng

Hình 1:
giám
sát tổng
qt. quát.
Hình
1. Kiến
Kiếntrúc
trúc
giám
sát tởng

thống
giám
sát MS (Monitoring
Trong Trong
một hệ một

thốnghệ
giám
sát MS
(Monitoring
System)
sẽ
bao gồmsẽmột
hoặc
nhiều
ứnghoặc
dụng nhiều
giám sát
MAdụng
và cácgiám
System)
bao
gồm
một
ứng
thực
thể
giám
sát
ME
tương
ứng
với
các
đối
tượng

sát MA và các thực thể giám sát ME tương được
ứng với
giám
sát trên
hệ thống.
vớisát
hệ trên
thốnghệ
giám
sát phân
các đối
tượng
được Đối
giám
thống.
Đốitán
với hệ
thì các MA khơng cố định, hoạt động độc lập trên từng vùng
thống giám sát phân tán thì các MA không cố định,
mạng [2].
hoạtĐểđộng
độc lập trên từng vùng mạng [2].
có thể triển khai hiệu quả mơ hình hóa cho hệ thống
triển
hiệu
quảgiám
mơsát
hình
hóa cho
giám sát, Để

việccó
mơthể
hình
hóa khai
các đối
được
là thực
sự
thiết, giám
cần tiếpsát,
tục nghiên
cứu hình
phát triển
hình
phùđược
hệcần
thống
việc mơ
hóamơ
các
đối
hợp
về
kiến
trúc
và
hành
vi
của
các

đối
tượng
này,
làm
cơ
sở cứu
giám sát là thực sự cần thiết, cần tiếp tục nghiên
để tiếp tục xây dựng mơ hình cho các hoạt động chung của
phát triển mô hình phù hợp về kiến trúc và hành vi
hệ phân tán và hệ thống giám sát hệ phân tán. Từ mơ hình
củachúng
các đối
này,
cơ sở
đểgiám
tiếpsát
tụcvàxây
đó,
ta cótượng
thể phát
triểnlàm
các giải
pháp
quảndựng
mơ
hình
cho
các
hoạt
động

chung
của
hệ
phân
tán và
trị các hoạt động chung của hệ phân tán một cách hiệu quả.
hệ thống
giám
sátbáo
hệ là
phân
Từ môkếthình
đó, chúng
Mục tiêu
của bài
dựa tán.
trên những
quả nghiên
ta cóvềthể
triển
các
cứu
hệ phát
phân tán
quy
mơgiải
lớn pháp
[1][2],giám
cùng sát
với và

kết quản
quả trị
đạt
được
của
lý
thuyết
tập
hợp
và
kỹ
thuật
mơ
hình
hóa
các hoạt động chung của hệ phân tán một cách hiệu
[3][4][9][10],
chúng tơi tập trung xây dựng và phát triển mơ
quả.
hình đặc tả cho kiến trúc của các thực thể trong hệ phân tán.
Mục
của
bài
dựa
trênđặcnhững
Qua mơ hình
nàytiêu
chúng
ta có
thểbáo

biểu là
diễn
những
trưng kết
quảkết
nghiên
cứu
vềcủa
hệ các
phân
quycác
mơhoạt
lớnđộng
[1,2],
liên
và biến
động
đốitán
tượng,
cụccùng
với kết quả đạt được của lý thuyết tập hợp và kỹ thuật
55
mô hình hóa [3,4,9,10], chúng tôi tập trung xây dựng


ối của các thành phần, trình bày trực quan tổ hợp các mô hình kiến trúc thành phần tương ứng
TẠP CHÍ
KHOAphân
HỌC VÀ
CƠNG

NGHỆ,
ĐẠI HỌC
NẴNG -với
SỐ 1(74).2014.QUYỂN
của ứng
dụng
tán
đang
thực
thi ĐÀ
trên
các nút mạngII trên hệ thống. Tập hợp các nút mạng
hỗ trợbộgiám
nguyên
thống,
trợtác xảysẽrađược
cũng sát
như tài
các hoạt
động hệ
truyền
thơng hỡ
tương
Tập hợp
các diễn
nút mạng
đượchình
biểu diễn
hìnhcác
tổ hợp

biểu
bởisẽmơ
tở bởi
hợpmơvới
thành
giữa
các
đối
tượng
trong
hệ
phân
tán.
Trên
cơ
sở
mơ
hình
với
các
thành
phần
được
xác
định
như
Hình
2.
ác tiến trình, sự kiện phần mềm.
phần được xác định như Hình 2.

hóa được đề xuất này, chúng tơi phát triển công cụ giám sát

khả năng xây dựng bản đồ mạng và giám sát trạng thái
h kiếncótrúc
L1
p1 p2
L2
kết nối của các thành phần, trình bày trực quan hoạt động
nút 1
nút 2
phân của
tánứng
bao
gờm
lý hỗ trợ
nút 12
dụng
phânnhiều
tán đangđối
thựctượng
thi trên vật
hệ thống,
TẠP
CHÍ
KHOA
HỌC
VÀ
CƠNG NGH
giám
sát tàigia

ngun
thống,
hỗ trợ theo
giám sát
các tiến trình,
ng nhất
tham
kếthệnối
mạng
nhiều
Hình
2:
Tổ
hợp
2
nút
mạng
sự kiện và
phầncó
mềm.
Hình
2. Tở hợp NETS12,
2 nút mạng
AM12
=(NODES12,
LINKS12, net,
khác nhau
nhiều dịch vụ được triển
Với
mơ

hình
kiến
trúc
nút
1
với
AM1
và
nút
2AM1
với AM2
PORTS12,
port,
communication,
status,
event)
(2)và nút
ối tượng
vật
lý kiến
nàytrúc
được xem các nút mạng
Với mô hình kiến trúc nút 1 với
2. Mơ
hình
như Biểu thức (1), thì chúng ta dễ dàng nhận thấy rằng mô
Sau
khi tổ hợpthức
nút 1(1),
và nút

2 vào trong
ới nhau theo
kiến
cụnhiều
thể và
có thể
2 vớihình
AM2
như
ta nút
dễ 12
dàng
Hệ phân
tán trúc
bao gồm
đối tượng
vật thực
lý không đồng
tổ hợp
của 2Biểu
nút cũng là một
bộ thì
gồmchúng
9 thành phần:
thì
chúng
ta
có
một
số

kết
quả:
nhất
tham
gia
kết
nối
mạng
theo
nhiều
kiến
trúc
khác
nhau
g tác truyền thông với nhau trong hệ thống. nhận thấy rằng mô hình tổ hợp của 2 nút cũng là một
= (NODES12,
NETS12,
LINKS12,
và có nhiều dịch vụ được triển khai, các đối tượng vật lý
-Các
cổng
kết
nối giữa
nútnet,1 PORTS12,
(p1) và nút
kiến trúc
mô tả các nút mạng cùng với các bộ gồmAM12
9 thành
phần:
(2) 2

này được xem các nút mạng liên kết với nhau theo kiến trúc
communication,
(p2) được xem là cácport,
cởng
cục bộ củastatus,
nút event)
12.

cụ thể và có thể thực hiện tương tác truyền thông với nhau
giữanút
2 nút
này
được
trong hệ thống. Mô hình kiến trúc mơ tả các nút mạng cùng
Sau-Các
khi tổkết
hợpnối
nút trùn
1 và nút thơng
2 vào trong
12 thì
chúng
là
các
kết
nối
cục
bộ,
kết
nối

trùn
thơng
của
2
với các thơng tin liên quan của từng nút, các vùng mạng xem
ta có một số kết quả:
của hệ thống, sự lan truyền thông điệp giữa các nút trong nút này
đến
các
nút
khác
trong
hệ
thống
sẽ
được
xem
• Các cổng kết nối giữa nút 1 (p1) và nút 2 (p2) được
mạng,. . . Dựa trên các thơng tin trong mơ hình kiến trúc là kết nối
thơng
ngồi
xemtrùn
là các cổng
cụcbên
bộ của
nút và
12. được ký hiệu:
này cho phép chúng ta xác định kiến trúc vật lý và trạng thái
• Các
kết

nối
truyền
thơng
giữa
2
nút này được Pi)
xemvới
là i
(NODES1, PORTS1.external)(Ni,
vật lý của các thành phần trong hệ thống, hỗ trợ cho chúng
các kết nối cục bộ, kết nối truyền thông của 2 nút này
ta phát triển giải pháp giám sát phù hợp với mơ hình của hệ  {1,2}đến các nút khác trong hệ thống sẽ được xem là kết
phân tán.
nối
truyền thơng
bên ngồi và được ký hiệu: Pi) với i
(NODES2,
PORTS2.external)(Ni,
Gọi AM (Architecture of Model) là mơ hình kiến trúc
(NODES1,
PORTS1.external)→(Ni,
Pi) với i ∈
/ {1,2}
 {1,2}
của một nút mạng được giám sát, thì AM được biểu diễn
(NODES2, PORTS2.external)→(Ni, Pi) với i ∈
/ {1,2}
-Tương
tự,sựcác
kiệnthơng

trùn
giữa
như sau:
• Tương
tự, các
kiệnsự
truyền
giữa thơng
2 nút 1 và
nút 2
nút 1 và2 nút
2 trởcác
thành
cáccục
sự bộ
kiện
bộ của nút 12.
trở thành
sự kiện
củacục
nút 12.
AM = (NODES, NETS, LINKS, net, PORTS,
(1)
Chi Chi
tiết mơ
kếttrúc
hợp kết
đượchợp
trìnhđược
bày trực

tiếthình
mơ kiến
hìnhtrúc
kiến
trình
port, communication, status, event)
quan
nhưquan
Hìnhnhư
3: Hình 3:
bày
trực
Trong đó:
p11
p11
• NODES = {thông tin tĩnh và động về thành phần trong
L1
net 1
n1
N12
đối tượng như Proc,...}
p12
p12
• NETS = {thơng tin về các lớp mạng tương ứng trong
L12
NODES}
p21
p21
L2
• LINKS = {(liên kết giữa các nút mạng và độ trễ tương net 2

n2
ứng)}
p22
p22 NET 12
• net: xác định các thiết bị có cùng lớp mạng,
net(NETS) ∈ NODES
Hình
Kếtquả
quả tở
tổ hợp
mạng
Hình
3.3:Kết
hợpnút
nút
mạng
• PORTS = {thơng tin cổng truyền thơng gồm cổng cục
Theo
Hình
3
ta
có:
n1,
n2
là
các
NODES
tương ứngtương
của
Theo Hình 3 ta có: n1, n2 là các NODES

bộ và giao tiếp ngồi}
nút
1
và
2
cần
tổ
hợp;
các
cổng
(p11,
p12)
và
(p21,
p22)
• port: xác định các cổng tương ứng của nút mạng, bao ứng của nút 1 và 2 cần tổ hợp; các cổng (p11, p12) và
là các PORTS tương ứng của nút 1 và 2; L1 và L2 là các
gồm các cổng cục bộ và cổng truyền thông với các đối (p21,
p22) là các PORTS tương ứng của nút 1 và 2;
tương ứng của nút 1 và 2; net1 và net2 là các NETS
tượng khác trên hệ thống, port(NODES) ∈ PORTS L1LINKS
và
L2
làcủa
cácnút
LINKS
tương ứng của nút 1 và 2; net1
tương
ứng
1 và 2 . Như vậy, mơ hình tổ hợp của 2

• communication: xác định kết nối truyền thông
và
net2
là
các
NETS
tương
ứng của nút 1 và 2. Như
giữa các nút mạng {(NODES,PORTS) → (NODES, nút cũng là một bộ gồm 9 thành phần như Biểu thức (2).
vậy, mơ
hình
Trong
đó: tổ hợp của 2 nút cũng là một bộ gồm 9
PORTS x d)}, độ trễ d = [tmin; tmax]
thành
phần
như= N12
Biểu= thức
(2).
• status: xác định trạng thái các nút mạng và thành phần
• NODES
{n1, n2}
tương ứng: hoạt động hoặc tắt, truyền thơng hay nghỉ
• Trong
NETS =đó:
NET 12 = {net 1, net 2}
tương ứng với {up, down, communicating, idle}
• LINKS = L12 = {L1, L2}
NODES=N12={n1, n2}
• event: xác định các sự kiện tương ứng của nút mạng,

• net = net(NET 12) = net({net 1, net 2})
bao gồm các sự kiện cục bộ (Internal_events) và các
12={net
net 2}
• NETS=NET
PORTS = {p11,
p12, p21,1,p22}
sự kiện truyền thơng tương tác (External_events)
• LINKS=L12={L1,
port = port(NODES) L2}
= PORTS.internal∪PORTS.external, Với:
Kiến trúc của hệ phân tán là tập hợp số lượng lớn các
net=net(NET
12)=net({net
1, net
= {p12,
p21},2})
nút mạng thực hiện truyền thông tương tác với nhau bằng
* PORTS.internal
PORTS.external
=
{p11,
phương pháp truyền thông điệp [7][8]. Vì vậy, mơ hình kiến
* {p11, p12,p21,p22} p22}
PORTS=
• Communication = communication(NODES,PORTS)
trúc của hệ thống cần thể hiện được tổ hợp các mơ hình kiến
port=port(NODES)=
PORTS.internal


= {(n1, p12)↔(n2,
p21),
trúc thành phần tương ứng với các nút mạng trên hệ thống.
56

PORTS.external, Với
PORTS.internal={p12,p21},

c

)



n





3
th

v
p
c
g
c
tá
lớ

v
tr


ợc
2
m

ii

ii

2
12.
nh

ng
và
2;
t1
hư
9



O

i),

wn,


i
communicating
nếu
status(n1)=
i 1
Trần Nguyễn Hồng Phúc, Lê Văn Sơn
communicating  status (n2)= communicating
Kiến trúc tổ hợp của miền SD được biểu diễn
(n1, p11)↔(ni, pi),
kiến
event = event(NODES)
như trúc:
sau:

(n2, p22)↔(ni, pi)}, với i ∈
/ {1, 2}
AM_SD
= {AM_SC1 , AM_SC2 , . . . , AM_SCnNETS_SD,
}
= internal_events(NODES)

AM_SD=(NODES_SD,
• status = status(NODES)
→ {up, down,
n
LINKS_SD,
net,
PORTS_SD,

port,
communication,
[
communicating, idle},
external_events(NODES)
AM_SCi
status, event)= (SD)
trong đó:
i=1
internal_events(NODES)={internal_events(n1
- up nếu status (n1) = up ∧ status (n2) = up
Kiến trúc toàn cục hệ phân tán : bao gồm
)  12}
nếu{internal_events(n2)
 21}
- down
status(n1) = down ∨ status(n2)
= down
Kiếnmiền
trúc tổ
hợp của
SD đượcthông
biểu diễn
nhiều
mạng
kếtmiền
nối truyền
và như
kiếnsau:
trúc hệ

- idle nếu status(n1) = idle ∧ status(n2) = idle
external_events(NODES)=
phân
tán
CDS
là
tập
hợp
kiến
trúc
AM_SD
=
(NODES_SD,
NETS_SD,
LINKS_SD,
net,
- communicating nếu status(n1) = communicating ∨
mcommunication, status, event) (SD)
PORTS_SD,
port,
status
(n2) = communicating - 12} 
{external_events(n1)
mơbao
hình
AM_CDS
AM_SD
Kiến trúc 
tồn cục
hệ phâni ,tán:

gồmkiến
nhiềutrúc
miềntồn
• event = event(NODES)
{external_events(n2)
21}=
1i

2i
i

1
mạng
kết
nối
truyền
thơng
và
kiến
trúc
hệ
phân
tán
CDS
= internal_events(NODES) ∪ external_events(NODES)
m
S
cụctập
hệ phân
tán CDS

biểu
diễn bởi
* internal_events(NODES)
Với:
12: sự kiện truyền= {internal_events(n1)
thông phát ra từ nút
1 của
là
hợp kiến
trúc AM_CDS
= được
AM_SD
i , mô hình
i=1
∪ σ12} ∪ {internal_events(n2) ∪ σ21}
AM_CDS
như
sau:
 nút 2, ví dụ (n1,m1,p12)
kiến trúc toàn cục của hệ phân tán CDS được biểu diễn bởi
* external_events(NODES) =
AM_CDS=(NODES_CDS,
NETS_CDS,
như sau:
{external_events(n1)
σ12} ∪phát ra từ nút 2AM_CDS
21:
sự kiện truyền -thông

LINKS_CDS,

net,
PORTS_CDS,
AM_CDS = (NODES_CDS,
NETS_CDS,
LINKS_CDS,port,
{external_events(n2)
nút 1, ví dụ
(n2,m2,p21) - σ21} = σ1i ∪ σ2i
communication,
status,
event)
(CDS)
net, PORTS_CDS, port, communication, status, event)
Với:
1i:
các
sự
kiện
truyền
thông
phát
ra
từ
nút
1
(CDS) Như vậy, kiến trúc hệ thống được xây dựng
– σ12: sự kiện truyền thơng phát ra từ nút 1
2, ví dụ (n1,m1,p12)
 nút i (i→
nút

{1,2})
Nhưthực
vậy, kiến
trúc hệsát
thống
từ các
thực
từ các
thể giám
ME,được
theoxây
cácdựng
bước
trong
Hình
– σ21: sự kiện truyền thơng phát ra từ nút 2
thể
giám
sát
ME,
theo
các
bước
trong
Hình
5.
5.
2i:→các
sựvíkiện
trùn thông phát ra từ nút 2

nút 1,
dụ (n2,m2,p21)
 nút i– (iσ1i:
 {1,2})
các sự kiện truyền thông phát ra từ nút 1
Thực thể
Thực thể
Thực thể
Tác nhân
↔ nút i (i ∈
/ {1,2})
giám sát
giám sát
giám sát
quản trị
3. Ứng–dụng
mơ
hóathơng
cho phát
hệ phân
σ2i: các
sự hình
kiện truyền
ra từ núttán
2 và hệ
ME_SC
ME_SD
ME_CDS
hệ thống
thống giám

sáti (i ∈/ {1,2})
↔ nút



Hình5.5:Thực
Thực thể
sátsát
kiếnkiến
trúc trúc
hệ phân
Hình
thểgiám
giám
hệ tán
phân tán

một
kết
vềhệhệthống
phân tán
3. Ứng Từ
dụng
mơ số
hình
hóaquả
chonghiên
hệ phân cứu
tán và
đối tượng

trong hệ
phân hệ
tánphân
được tán
giámđược
sát bởi
- Mỗi
đối tượng
trong
giám
và giám
giámsát
sát hệ phân tán [1,2], chúng ta thấy rằng: Hệ- Mỗi
thực
thể giám
sát
ME_SC,
qua ME_SC,
thực thể giám
sátthực
này chúng
sát
bởi
thực
thể
giám
sát
qua
thể
giám

phân
tán
có
nhiều
kiến
trúc
khác
nhau,
để
giám
sát
Từ một số kết quả nghiên cứu về hệ phân tán và giám
ta
định
được kiến
trúcđịnh
cụ thểđược
của từng
tượng
sátxác
này
chúng
ta xác
kiếnđốitrúc
cụ được
thể của
các
thơng
hoạt động
phân

tán thì
sát hệ
phân tin
tán [1][2],
chúngtrong
ta thấyhệ
rằng:
Hệ phân
tánmơ
có hình
giám sát và các thông tin liên quan. Như vậy, kiến trúc của
từng
đối
tượng
được
giám
sát
và
các
thông
tin liên
nhiều
kiến
trúc
khác
nhau,
để
giám
sát
các

thông
tin
hoạt
giám sát cần phải được thiết kế phù hợp với kiến trúc
đối tượng được xác định bởi các thực thể giám sát đối tượng
động
trong
hệ
phân
tán
thì
mơ
hình
giám
sát
cần
phải
được
quan.
Nhưsẽvậy,
tượng
được
cụ thể của hệ phân tán [2]. Tuy nhiên, đối với hệ phân
và
ME_SC
xáckiến
định trúc
đượccủa
các đối
thơng

tin của
mơxác
hìnhđịnh
thiết kế phù hợp với kiến trúc cụ thể của hệ phân tán [2]. Tuy bởi các thực thể giám sát đối tượng và ME_SC sẽ xác
AM_SC.
tán
phức
tạphệsẽphân
baotángồm
lớn số
các
vùng
nhiên,
đối với
phứcsố
tạplượng
sẽ bao gồm
lượng
lớn miền,
định được các thông tin của mô hình AM_SC.
lớp
mạng
và lớp
đốimạng
tượng
trong
hệtrong
thống
[2], thì
các vùng

miền,
và đối
tượng
hệ thống
[2], phạm- Tổng hợp các thông tin thu được từ các thực thể giám
sát đối tượng
trong
cụ thể
chúng
ta từ
xáccác
địnhthực
- Tởng
hợpmột
cácvùng
thơng
tinvàthu
được
thìứng
phạmdụng
vi ứngmơ
dụng
mơ hóa
hình kiến
hóa kiến
củahệhệthống
thống được
vi
hình
trúctrúc

của
được
kiến
trúc
của
một
vùng
mạng
cụ
thể,
thơng
tin
thể giám sát đối tượng trong một vùng cụ thể vànày
chúng
được triển
chungnhư
như Hình
Hình 4.4.
triển
khaikhai
chung
được quản lý bởi thực thể giám sát vùng ME_SD tương ứng.
ta xác định được kiến trúc của một vùng mạng cụ thể,
{SCDS}
Hệ phân tán phức tạp
Như vậy, kiến trúc của các vùng mạng được xác định bởi các
thông
này
quản
lý định

bởi thực
thểthơng
giámtinsátcủavùng
thực
thểtin
vùng
và được
ME_SD
sẽ xác
được các
ME_SD
tương
ứng.
Như
vậy,
kiến
trúc
của các vùng
mơ hình AM_SD.
Miền {SD}
mạng
được
bởi hệ
cácphân
thực
vùng
- Kiến
trúcxác
tồnđịnh
cục của

tánthể
được
xác và
địnhME_SD
bởi
sẽ xáctinđịnh
cáctrúc
thơng
tin của
hình
AM_SD.
thơng
tổngđược
hợp kiến
của các
vùng mơ
mạng
tương
ứng
Đối
và được-quản
bởi thực
giám
sáthệ
hệ phân
thống tán
ME_CDS.
{SC}
Kiếnlý trúc
toànthểcục

của
được xác
tượng
Như vậy, kiến trúc toàn cục hệ thống được xác định bởi các
định
bởi
thông
tin
tổng
hợp
kiến
trúc
của
các
vùng
Thành {Proc, Cpu,...} thực thể giám sát hệ thống và ME_CDS sẽ xác định được
mạng
tương
ứng
và
được
quản
lý
bởi
thực
thể
giám
phần
các thơng tin của mơ hình AM_CDS.
sát Trên

hệ thống
ME_CDS.
vậy,xây
kiến
trúc
Hình 4: Cấu trúc phân cấp hệ phân tán phức tạp
cơ sở mơ
hình kiến Như
trúc được
dựng
nhưtồn
trên, cục
Hình 4. Cấu trúc phân cấp hệ phân tán phức tạp chúng
hệ thống
được
xác
định
bởi
các
thực
thể
giám
sát hệ
tôi xây dựng hệ thống giám sát kiến trúc MSCD cho
Kiến
trúc
đối
tượng:
Hoạt
động

trong
mỗi
đối
tượng
thống
vàđịnh
ME_CDS
sẽcác
xácthành
định phần
đượccơcác
kiến trúc
bảnthông
trong tin
hệ của
Kiến trúc đối tượng: Hoạt động trong mỗiphép
đối xác
được giám sát bao gồm các thành phần và thực thể giám thống
được
giám
sát
như
Hình
6.
mơ
hình
AM_CDS.
tượng được giám sát bao gờm các thành phần và thực
sát ME như Hình 4, được biểu diễn bởi mơ hình kiến trúc
thơng

bởikiến
thực thể
sát xây
cục bộ
thể
giámnhưsátsau:
ME như Hình 4, được biểu diễn bởi môTừ các
Trên
cơtin
sởthu
môđược
hình
trúcgiám
được
dựng
AM_SC
như trên sẽ cung cấp các thông tin về đối tượng bao gồm tài
hìnhAM_SC
kiến trúc
AM_SC như
sau: LINKS_SC, net, nguyên
như trên,
chúng tôi xây dựng hệ thống giám sát kiến
= (NODES_SC,
NETS_SC,
phần cứng, cũng như phần mềm theo mơ hình của
PORTS_SC,
port, communication, status, event) (SC)NETS_SC,
AM_SC4và sử dụng thơng tin này cung cấp trực tiếp cho các
AM_SC=(NODES_SC,

Kiến
trúc
vùng
miền
mạng:
bao
gồm
nhiều
đối
tượng
thực thể giám sát vùng và giám sát toàn cục hệ thống để xây
LINKS_SC, net, PORTS_SC, port, communication,
SC như Hình 5 và kiến trúc vùng miền mạng SD là tập hợp dựng mô hình kiến trúc AM_SD và AM_CDS tương ứng.
3

57


TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 1(74).2014.QUYỂN II

Với mơ hình này dễ dàng giúp chúng ta phát triển mở rộng trực quan hoạt động của ứng dụng phân tán đang thực thi
trên hệ thống, hỗ trợ giám sát tài nguyên hệ thống, hỗ trợ
một hệ thống giám sát có khả năng:
- Tổng hợp các thông tin tĩnh và thông tin động của các giám sát các tiến trình, sự kiện phần mềm,... Qua đó chúng
tài nguyên phần cứng, phần mềm trên từng đối tượng nói ta có thể xác định nhanh chóng các trạng thái, sự kiện tương
riêng và hệ thống nói chung, từ đó cho phép xây dựng bản tác truyền thơng xảy ra trong hệ thống với mơ hình hóa hành
đồ liên quan giữa các đối tượng trong hệ thống, hỗ trợ nhanh vi truyền thơng phù hợp, hỗ trợ tích cực cho người quản trị
chóng phát hiện các sự kiện, phần mềm phân tán đang xảy trong công tác vận hành và khai thác hệ phân tán không
G NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ ……………….
đồng nhất phổ biến hiện nay , đảm bảo cho hệ phân tán hoạt

ra giữa các vùng miền khác nhau của hệ thống.
động ổn định.
trúc- Hỗ
MSCD
xáctácđịnh
trợ tíchcho
cực phép
cho cơng
quảnkiến
trị hệtrúc
thốngcác
phứcthành
ngun
tiềmđược
ẩn, vận
hànhsát
khainhư
thácHình Để việc nâng cao năng lực cho hệ thống giám sát các
phầnxáccơđịnh
bảnlỗi,trong
hệnhân
thống
giám
iều tạp:
hoạt động của hệ phân tán và thực sự hiệu quả với giám sát
và phát triển mạng.
iền 6.
hệ phân tán quy mô lớn, chúng tơi tiếp tục nghiên cứu phát
rúc
triển mơ hình hành vi truyền thông tương tác trong hệ phân

tán, bổ sung các kỹ thuật phân tích nhằm tối ưu hóa việc
tính tốn và xử lý khối lượng lớn các thành phần, đối tượng,
các sự kiện truyền thông xảy ra trong hệ thống phức tạp này.
Từ đó xây dựng được các giải pháp giám sát và chuẩn đoán
hiệu quả cho hệ phân tán quy mơ lớn.

iễn

SD,
on,

ờm
hệ
rúc

ồn

bởi

DS,
ort,
S)
ựng
ình

ám
ám
của
iên
ịnh

xác

hực
úng
hể,
ùng

Tài liệu tham khảo
[1] Lê Văn Sơn, Trần Nguyễn Hồng Phúc, Nghiên cứu mơ hình giám sát
trực tuyến hệ thống mạng phân tán quy mô lớn, Kỷ yếu hội thảo quốc
gia lần thứ 8, Một số vấn đề chọn lọc của Công nghệ thông tin và
Truyền thông, 239-250, 2011.
[2] Phuc Tran Nguyen Hong, Son Le Van, An online monitoring solution
Hình6.6:Thơng
Thơng tin
kiếnkiến
trúc của
tượng
for complex distributed systems based on hierarchical monitoring
Hình
tintổng
tổnghợp
hợp
trúcđốicủa
đối tượng
agents, KSE 2013 conference, pp 191-202, 2013.
Từ các thông tin thu được bởi thực thể giám sát
[3] Gerard J. Holzmann, Design and validation of computer protocols,
4. Kết luận
Prentice Hall, 1991.

cụcMơ
bộ hình
như hóa
trêncho
sẽ cung
cấp phần,
các thơng
tin về
đốihệtượng
các thành
đối tượng
trong
[4] Christos G. Cassandras, Stéphane Lafortune, Introduction to Discrete
bao gồm
cũng
phần
phân
tán cótài
vaingun
trị quanphần
trọng cứng,
trong việc
xâynhư
dựng,
phátmềm Event Systems, 2nd edition, Springer, 2008.
[5] Yannick Pencolé , marie-odile cordier, Laurence Rozé, A
triển
tốihình
ưu cáccủa
giải AM_SC

thuật cho bài
giám sát
hệ phân
theovàmơ
vàtốn
sử dụng
thơng
tin này
decentralized model-based diagnostic tool for complex systems,
tán
[3][4][10]
. Trong
đó, mơ
và sát
hànhvùng
vi và International Journal on Artificial Intelligence Tools (IJAIT), 2002.
cung
cấp trực
tiếp cho
cáchình
thựckiến
thểtrúc
giám
truyền
thơng
tương
hệ thống
cầndựng
được nghiên
cứu kiến

[6] Meera Sampath, Raja Sengupta, Stéphane Lafortune, Kasim
giám sát
tồn
cụctáchệtrong
thống
để xây
mơ hình
Sinnamohideen, Demosthenis Teneketzis, Failure diagnosis using
phù hợp với yêu cầu giám sát.
trúc AM_SD và AM_CDS tương ứng. Với mô hình discrete event models, IEEE Transactions on Control Systems
qua bài báo này, chúng tôi đề xuất một phương
nàyThông
dễ dàng
giúp chúng ta phát triển mở rộng một hệ Technology, 4, pp 105-124, 1996.
pháp xây dựng mơ hình kiến trúc cơ bản của các đối tượng [7] Ajay D. Kshemkalyani, Mukesh Singhal, Distributed Computing
thốnghệgiám
sát qua
có khả
năng:
Principles, Algorithms, and Systems, Cambridge University Press,
trong
phân tán,
đó chúng
ta có thể dễ dàng biễu diễn
2008.
các thông -tinTổng
liên quan
đến
đối
tượng

được
giám
sát,
các
hợp các thông tin tĩnh và thông tin
[8] George Coulouris, Jean Dollimore, Tim Kindberg and Gordon Blair,
đặc
trưng
kếttài
và biến
động phần
của cáccứng,
đối tượng,
hoạt trên Distributed systems concepts and design, 5th Edition, Addison
động
củaliên
các
nguyên
phầncácmềm
động cục bộ cũng như các hoạt động truyền thông tương
từng đối tượng nói riêng và hệ thống nói chung, từ đó Wesley Press, May 2011.
tác xảy ra giữa các đối tượng trong hệ phân tán. Trên cơ sở [9] Weilong Hu, Hessam S. Sarjoughian, A co-design modeling approach
chohình
phép
bản
liêntơiquan
giữacơng
các đối for computer network systems, Proceedings of the 2007 Winter
mơ
hóaxây

đượcdựng
đề xuất
này,đờ
chúng
phát triển
Simulation Conference, 2007.
tượng
thống,
trợ xây
nhanh
cụ
giámtrong
sát chohệ
phép
có khảhỡnăng
dựngchóng
bản đồ phát
mạng hiện
[10] Gabriel A. Wainer, Pieter J. Mosterman, Modeling and simulation
cácgiám
sự kiện,
phần
tánthành
đang
xảytrình
ra giữa
và
sát trạng
thái mềm
kết nốiphân

của các
phần,
bày các theory and applications, CRC Press, 2011.

vùng miền khác nhau của hệ thống.
03/01/2014, phản biện xong: 30/01/2014)
- Hỗ trợ tích cực(BBT
cho nhận
côngbài:tác
quản trị hệ
thống phức tạp: xác định lỗi, nguyên nhân tiềm ẩn,
vận hành khai thác và phát triển mạng.
4. Kết luận
Mô hình hóa cho các thành phần, đối tượng
trong hệ phân tán có vai trò quan trọng trong việc xây
dựng, phát triển và tối ưu các giải thuật cho bài tốn
giám sát hệ phân tán [3,4,10]. Trong đó, mơ hình kiến
trúc và hành vi truyền thông tương tác trong hệ thống
cần được nghiên cứu phù hợp với cầu yêu cầu giám
sát.
58
Thông qua bài báo này, chúng tôi đề xuất một