Evaluación de desempeño de un sistema de almacenamiento distribuido Público Deposited
En estos modelos, cada una de las computadoras de la red de almacenamiento se considera como un nodo, el cual puede estar en estado activo realizando tareas de almacenamiento o recuperación o en estado de reserva para recuperar los contenidos de algún nodo en falla. En el primer modelo, la recuperación de contenidos se realiza de forma centralizada en un nodo de reserva. Este nodo se encarga de solicitar los dispersos necesarios a los demás y procesarlos para obtener los contenidos requeridos. En el segundo modelo se descentraliza la recuperación, delegando esta tarea en algunos de los nodos que participaban en el almacenamiento con el nodo en falla. De los resultados obtenidos de las simulaciones para el primer modelo para evaluar el tiempo de respuesta, se puede observar que el despachador es el cuello de botella del sistema, debido a que el procesamiento de los archivos se lleva a cabo en un sólo punto. Este primer modelo se planteó para tener un punto de referencia sobre el cual se compara el segundo modelo planteado, donde se mejora el desempeño debido a la descentralización de las tareas de procesamiento sobre los nodos de la red de almacenamiento. Analizando los resultados obtenidos para el tiempo de respuesta se puede concluir que entre mayor sea el número de computadoras en la red de almacenamiento, mejor será el desempeño del sistema. Sin embargo, los resultados de la evaluación de la confiabilidad del Modelo de Confiabilidad Centralizado indican que al agregar computadoras al sistema el tiempo de vida media disminuye drásticamente, por lo tanto es mejor tener un número reducido de éstas para obtener un buen desempeño y un tiempo de vida media grande para los discos duros. Para evitar esta reducción, se propuso el Modelo de Confiabilidad Descentralizado, con el cual a pesar del aumento de la tasa de fallas en el sistema se obtiene un tiempo de vida del sistema igual o mejor que en el caso centralizado, debido a la reducción del tiempo de restauración de contenidos ya que se distribuye este proceso sobre los nodos activos del sistema. Al finalizar el estudio de evaluación del sistema se identificó un compromiso entre sus parámetros. Por una parte al aumentar el número de máquinas en la red de almacenamiento, se obtiene un mejor desempeño en cuanto al tiempo de respuesta del sistema; sin embargo, esto representa un aumento de la tasa de fallas. Así, al distribuir el procesamiento de restauración de contenidos sobre las máquinas activas, provoca que el sistema aumente su tiempo de vida media y sea más estable. Además el hecho de aumentar el número de máquinas representa un incremento en el número de comités, así, cada máquina disminuye la cantidad de tiempo en la cual trabaja para almacenar archivos y por lo tanto se tiene un mayor balance de carga en el sistema.
La motivación de este proyecto de investigación es evaluar la utilización de componentes de bajo costo y amplia disponibilidad en la construcción de un sistema de almacenamiento distribuido tolerante a fallas. Los objetivos de este trabajo son: identificar, modelar y evaluar diversas decisiones de diseño de un sistema con las características descritas a continuación. El sistema de almacenamiento distribuido considerado se encarga de almacenar los archivos enviados por clientes y recuperarlos cuando éstos los requieran. Este sistema consta de los siguientes elementos: una red de almacenamiento y un despachador. La red de almacenamiento consta de computadoras conectadas mediante una red local. Los usuarios se conectan a una computadora denominada despachador, la cual se encarga de atender las solicitudes de éstos. Los clientes pueden conectarse de forma local o remota. Cada archivo a almacenar se divide en fragmentos a los que se les añade redundancia en información, generando archivos denominados dispersos. Cada archivo disperso se almacena en una computadora diferente. Con esto el sistema es capaz de tolerar fallas de paro en las computadoras de la red de almacenamiento. Asimismo, para la recuperación se realiza la operación inversa; a partir de los archivos dispersos se recupera el archivo original. Para la arquitectura funcional de este sistema se plantearon dos modelos. En el primero, el despachador se encarga de procesar las peticiones recibidas y realizar las operaciones necesarias para almacenar los archivos o recuperarlos, según sea el caso. En el segundo, el despachador se encarga sólo de recibir las peticiones y elige, de forma aleatoria, una computadora que se encuentre disponible en la red de almacenamiento para realizar el procesamiento de la solicitud. Por otra parte se plantearon dos modelos para evaluar la confiabilidad del sistema.
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