تحلیل مقایسه ای هزینه های مکانیسم های تحمل خطا برای در دسترس بودن در ابر

A comparative cost analysis of fault-tolerance mechanisms for availability on the cloud

چکیده
1 معرفی
2 کارهای مرتبط
3 محیط ابر تحمل پذیر اشکال
3.1 بررسی اجمالی سیستم
2.3 مصرف توان نود
3.3 توضیحات بارکاری و خرابی
4.3 توصیف نمونه
5.3 الگوریتم های زمان بندی
4 ارزیابی و نتایج
1.4 معیارهای ارزیابی
5 نتیجه گیری
منابع

چکیده

با رشد سایز و پیچیدگی مراکز داده برای پاسخدهی به تقاضای رو به افزایش منابع رایانشی، خرابی به جای یک خطا به یک هنجار تبدیل شده است. روشهای سنتی تأمین اتکاپذیری برای تحمل خطا، بر روی برنامه های نسخه برداری واکنش گرا تمرکز داشتند. در حالی که روشهای جدید بر روی نقطه بررسی / بازنشانی یک کار ( که می تواند در سیستمهای بزرگ باعث سربار زیادی شود) و بازنشانی به معنای تکرار یک کار است متکی هستند و در نتیجه منابع بیشتری را برای تامین قابلیت اعتماد و دسترس پذیری بالاتر استفاده می کنند. تحمل خطای کنش گرا در یک سیستم بزرگ راهکاری را برای اجتناب از خطا و بازیابی سیستم از حالت خطا فراهم می کند. اگرچه برنامه های تحمل خطا مختلف، محیطهای محاسبه اتکاپذیر مختلفی را برای هر دوی فراهم کننده و مشتری فراهم می کنند.

در این مقاله دو روش جدید تحمل خطا از لحاظ دسترس پذیری محیط رایانش  برای مشتری های ابر و هزینه انرژی برای فراهم کنندگان ابر با هم مقایسه شده است. نتایج نشان می دهد که روشهای فعال در معیار هزینه برای فرهم کننده ابر و خدمات رسانی به مشتری بر روشهای سنتی غلبه می کنند. اگرچه اتکاپذیری محیط رایانش فراهم شده توسط روشهای تحمل خطای کنش گرا بسیار وابسته به دقت پیش بینی خرابی است.

1 معرفی 

با توجه به روند موجود در اقتصاد مبتنی بر خدمات [1] که توسط زیرساختهای رایانشی توزیع شده مانند رایانش ابری پشتیبانی می شوند، نگرانی زیادی در مورد کیفیت و در دسترس پذیری خدمات ارائه شده وجود دارد. اگرچه فراهم کردن کیفیت خدمات (QoS) تضمین شده برای کاربران، یک کار بسیار دشوار و پیچیده است [2] چون تقاضای خدمات مصرف کنندگان در طول زمان تغییر می کند. این مشکل زمانی که دسترس پذیری گره پردازشی مد نظر باشد تشدید می شود. بر اساس تعریف یک سیستم دسترس پذیر است اگر میزان زمانهای از کار افتادن آن پایین باشد. حال یا به این دلیل که از رخداد کار افتادن آن نادر است و یا اینکه به سرعت بازنشانی می شود. بنابراین دسترس پذیری بخشی از قابلیت اعتماد است که بر اساس تعریف (IEEE) [3] قابلیت اعتماد، توانایی سیستم یا اجزا مورد نظر برای انجام عملکرد درخواست شده از آن تحت شرایط مشخص و در زمان مشخص است. قابلیت اعتماد را می توان به وسیله میانگین زمان بین دو خرابی ( از کار افتادن) (MTBF) اندازه گیری کرد که توسط سازنده اجزا تخمین زده می شود.

5 نتیجه گیری

این مقاله تاثیرگذاری دو روش تحمل خطای پیشرفته که برای فراهم شدن فضای ابری قابل اتکا استفاده می شوند را ارزیابی کرده است. خرابی ها تهدیدی برای دسترس پذیری و قابلیت اتکای یک سیستم و خدمات ارائه شده است. متاسفانه با رشد زیاد مراکز داده بسیار بزرگ که برای پاسخدهی به تقاضاهای منابع رایانشی و خدمات ساخته می شوند، خرابی اجزا به جای یک خطا به یک هنجار تبدیل شده است. بنابراین موفقیت رایانش etascale/exascale نیازمند فراهم کردن قابلیت اعتماد و دسترس پذیری در مقیاسهای بزرگ است. روشهای تحمل خطا مختلفی برای حل این مسئله و تامین محیط رایانش اتکاپذیر وحود دارند. با این حال اتکا پذیری سیستم با هر هزینه ای یک راه حل نیست چون مصرف انرژی و در نتیجه هزینه های فراهم کننده را بالا می برد.

Abstract

As data centres continue to grow in size and complexity in order to respond to the increasing demand for computing resources, failures become the norm instead of an exception. To provide dependability at scale, traditional techniques to tolerate faults focus on reactive, redundant schemes. While the former relies on the checkpointing/restart of a job (which could incur significant overhead in a large-scale system), the latter replicates tasks, thus consuming extra resources to achieve higher reliability and availability of computing environments. Proactive fault-tolerance in large systems represents a new trend to avoid, cope with and recover from failures. However, different fault-tolerance schemes provide different levels of computing environment dependability at diverse costs to both providers and consumers.

In this paper, two state-of-the-art fault-tolerance techniques are compared in terms of availability of computing environments to cloud consumers and energy costs to cloud providers. The results show that proactive fault-tolerance techniques outperform traditional redundancies in terms of costs to cloud users while providing available computing environments and services to consumers. However, the computing environment dependability provided by proactive fault-tolerance highly depends on failure prediction accuracy.

1 Introduction

With trends in the service-oriented economy [1] being supported by distributed computing paradigms such as cloud computing, there is an increased concern about the quality and availability of offered services. However, providing quality of service (QoS) guarantees to users is a very difficult and complex task [2] due to the demands ofthe consumers’ services vary significantly with time. Moreover,this problem is exacerbated when one considers computing node availability. By definition, a system is available if the fraction of its down-time is very small, either because failures are rare or because it can restart quickly after a failure. Therefore, availability is a function of reliability, which, according to the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) [3], is the ability of a system or component to perform its required functions under stated conditions for a specified period of time. Reliability can be measured by the mean time between failures (MTBF), which in turn is estimated by the component manufacturer.

5 Conclusion

This paper has evaluated the effectiveness of two state-ofthe-art fault-tolerance mechanisms in providing dependable cloud services to consumers. Failures represent a threat to the availability and dependability of a system and services deployed. Unfortunately, with an ever-growing number of warehouse-sized data centres built to address the increasing demand for computing resources and services, component failures become the norm instead of an exception. As such, the success of petascale/exascale computing will depend on the ability to provide reliability and availability at scale. To address this problem, different fault-tolerance mechanisms exist to provide dependable computing environments. However, dependability of services at all costs is not a solution, as it may increase energy consumption and operational costs for providers.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تحلیل مقایسه ای هزینه های مکانیسم های تحمل خطا برای در دسترس بودن در ابر

A comparative cost analysis of fault-tolerance mechanisms for availability on the cloud

تحمل خطا در محیط رایانش ابری: یک بررسی سیستماتیک

Fault tolerance in cloud computing environment: A systematic survey

چکیده
1 مقدمه
1-1 انگیزه تحقیق
1-2 حوزه تحقیق
1-3 طراحی و سازمان دهی تحقیق
2. طبقه بندی خطا و معماری تحمل خطا در فضای ابری
2-1 طبقه بندی خطا در فضای ابری
2-2 معماری تحمل خطا در ابر
3 روش های تحمل خطا در ابر
3-1 روش های فعال
3-2 روش های واکنشی
4 ساختارهای تحمل خطا
4-1 ساختارهای فعال تحمل خطا
4-2 ساختارهای واکنشی تحمل خطا
5 بحث
6 جهت گیری های تحقیقاتی
منابع

چکیده

تحمل خطا از جمله مسائل مهم و ضروری در محیط ابری برای تحویل خدمات قابل اطمینان است. پیاده سازی آن به دلیل زیرساخت پویای سرویس ها، پیکربندی های پیچیده و وابستگی های مختلفی که در ابر وجود دارد دشوار است. تحقیقات گسترده ای به طور پیوسته برای پیاده سازی تحمل خطا در ابر انجام شده است. پیاده سازی یک سیاست تحمل خطا در فضای ابر نه تنها نیازمند دانش ویژه ای از حوزه کاربری آن است بلکه همچنین تحلیل جامعی از فناوری های مختلف و شایع الزامی است. برخی از مطالعات اخیر معماری های مختلف تحمل خطا و روش های پیشنهادی را برای محیط ابر مورد بررسی قرار می دهند اما از برخی جهات محدود هستند. این مقاله توضیح نظام مند و جامعی از انواع مختلف خطاها، دلایل ایجاد آن ها و روش های متعدد تحمل خطا در ابر را ارائه می دهد. این مقاله تحقیق وسیعی از ساختارهای مختلف تحمل خطا در زمینه روش های اصلی، کاربرد خطا و دیگر ویژگی های کلیدی آن ها ارائه می کند. یک تحلیل مقایسه ای از ساختارهای بررسی نیز شده در این مقاله گنجانده شده است. برای اولین بار و براساس تحلیل ساختارهای مختلف تحمل خطا که در این مقاله به آن اشاره شده است و همچنین در تحقیقات قبلی منتشر شده است، یک دیدگاه کمی درباره کاربرد این ساختارها ارائه می شود. مشاهده می شود که تکنیک های شروع مجدد نقطه بررسی و تحمل خطا با محوریت تکرار برای هدف قرار دادن خطاها در محیط ابر مورد استفاده قرار می گیرند.

1 مقدمه

رایانش ابری به عنوان یک الگوی رایانشی سرویس دهی براساس تقاضا به وجود آمده است و برای کاربران در مقیاس کوچک و همچنین کاربردهای علمی و تجاری در مقیاس بزرگ سودآوری فوق العاده ای دارد. رایانش ابری به عنوان مدلی برای دسترسی فراگیر، مبتنی بر تقاضا و راحت شبکه به مخزن مشترکی از منابع رایانشی قابل پیکربندی (مانند شبکه ها، سرورها، ذخیره کننده ها، برنامه ها و سرویس ها) تعریف می شود که به سرعت و با حدقل فعالیت مدیریتی یا تعامل با ارائه دهنده خدمات قابل تدارک و انتشار است [1]. دسترسی براساس تقاضا، مستقل بودن منابع، انعطاف پذیری سریع و همواره در دسترس بودن از جمله مشخصات اصلی رایانش ابری است [2]. منابع ابری با استفاده از پروتکل های استاندارد (IAM، OAuth، OpenID و غیره برای احراز هویت ؛ AMI، OVF، SOAP، REST و غیره برای مهاجرت داده ها و حجم کار [3]) برای ایجاد پذیرش بیشتر خدمات ابری ارائه می شوند. علاوه بر این، محیط ابری چابکی بیشتر کسب و کار را با هزینه کمتر ارائه می کند که سبب جذب کاربران بیشتر می شود. اخیراً پژوهشی بر روی 433 شرکت انجام شده است که تعداد پاسخ دهندگان بیش از 1000 کارمند است؛ نتایج به دست آمده از این تحقیق نشان می دهد که 95 درصد از پاسخ دهندگان از محیط ابری استفاده می کنند [4].  Kazarian و همکاران [5] گزارش داده اند که 91 درصد از متخصصان فناوری اطلاعات  (IT) در بیش از 3000 کسب و کار کوچک و متوسط فضای ابری را پذیرفته اند. با پیش بینی مزیت های گسترده فضای ابری، بسیاری از شرکت های شناخته شده حوزه فناوری اطلاعات (مانند آمازون، مایکروسافت، IBM، گوگل، یاهو و غیره) رقابت شدیدی برای ارائه خدمات ابری دارند.

7 نتیجه گیری

تحمل خطا یکی از مسائل مهم در محیط های رایانش ابری بوده است. زیرساخت پویا و پیکربندی پیچیده از جمله دلایل اصلی این موضوع است. در این مقاله انواع مختلف خطا (همراه با دلایل آن ها) و روش های متعدد و متنوع تحمل خطا در محیط رایانش ابری به صورت نظام مند مورد بحث قرار گرفته است. همچنین ساختارهای مهم تحمل خطا نیز براساس روش پایه ای آن ها، قابلیت به کارگیری خطا و ویژگی های اصلی مورد بررسی قرار گرفته است. بر این اساس، نتیجه گیری های ذیل به دست آمده است:

• محققان در راستای بررسی خطاهای کرش (تصادفی) در عوض خطاهای بیزانسی انگیزه بیشتری پیدا کرده اند.

• روش های واکنشی تحمل خطا اغلب بیشتر از روش های فعال به کار گرفته می شوند.

• سربارهای بیشتر و پیاده سازی های پیچیده به عنوان دلایل اصلی بی میلی محققان نسبت به روش های فعال مشاهده شده است.

• تکرار پر کاربردترین تکنیک تحمل خطا است و پس از آن به ترتیب روش های آغاز مجدد بازرسی و مهاجرت کار قرار دارند.

• در بسیاری از ساختارها، آغاز مجدد بازرسی و مهاجرت کار به عنوان تکنیک های کمکی همراه با تکرار مورد استفاده قرار می گیرند.

Abstract

Fault tolerance is among the most imperative issues in cloud to deliver reliable services. It is difficult to implement due to dynamic service infrastructure, complex configurations and various interdependencies existing in cloud. Extensive research efforts are consistently being made to implement the fault tolerance in cloud. Implementation of a fault tolerance policy in cloud not only needs specific knowledge of its application domain, but a comprehensive analysis of the background and various prevalent techniques also. Some recent surveys try to assimilate the various fault tolerance architectures and approaches proposed for cloud environment but seem to be limited on some accounts. This paper gives a systematic and comprehensive elucidation of different fault types, their causes and various fault tolerance approaches used in cloud. The paper presents a broad survey of various fault tolerance frameworks in the context of their basic approaches, fault applicability, and other key features. A comparative analysis of the surveyed frameworks is also included in the paper. For the first time, on the basis of an analysis of various fault tolerance frameworks cited in the present paper as well as included in the recently published prime surveys, a quantified view on their applicability is presented. It is observed that primarily the checkpoint-restart and replication oriented fault tolerance techniques are used to target the crash faults in cloud.

1 Introduction

Cloud computing has been prominently existing as an on-demand computing service paradigm and immensely benefiting the small-scale users as well as large-scale commercial and scientific applications. It is defined as a model for enabling ubiquitous, convenient, on-demand network access to a shared pool of configurable computing resources (e.g., networks, servers, storage, applications, and services) that can be rapidly provisioned and released with minimal management effort or service provider interaction [1]. On-demand access, resource autonomy, rapid elasticity and always-on availability are the primary characteristics of cloud computing [2]. Cloud resources are provisioned using standard protocols (IAM, OAuth, OpenID, etc. for authentication; and AMI, OVF, SOAP, REST, etc. for data and workload migration [3]) to create the wider acceptability of cloud services. Besides this, cloud offers greater business agility at the reduced cost which further attracts a vast user base. A recent survey conducted over 433 enterprise respondents containing 1000+ employees reveals that 95% of the respondents are using cloud [4]. Kazarian et al. [5] reported 91% adoption of cloud by the IT professionals in more than 3000 small and midsize businesses. Anticipating its vast benefits, distinguished IT organizations (such as Amazon, Microsoft, IBM, Google, Yahoo, etc.) are into the foray to deliver cloud services.

7 Conclusions

Fault tolerance has been one of the major issues in cloud computing environments. Dynamic infrastructure and complex configuration are among the key reasons. In this paper, different fault types (along with their causes) and various fault tolerance approaches in cloud computing have been discussed in a systematic manner. Eminent fault tolerance frameworks have also been surveyed in terms of their basic approach, fault applicability and key features. Following conclusions have been made:

• Researchers are more motivated towards addressing crash faults rather than byzantine faults.

• Reactive fault tolerance methods are more often applied rather than proactive ones.

• Higher overheads and complex implementations are observed as the core reasons behind the reluctance of researchers towards proactive approaches.

• Replication is the most applied fault tolerance technique followed by checkpoint restart and job migration respectively.

• In many frameworks, checkpoint restart and job migration are used as auxiliary techniques with replication.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تحمل خطا در محیط رایانش ابری: یک بررسی سیستماتیک

Fault tolerance in cloud computing environment: A systematic survey

تشخیص خطای قطع فاز در استاتور به صورت آنلاین و کنترل تحمل دستگاه های آهنربای دائمی با استفاده از ولتاژ نقطه خنثی

On-line Stator Open-Phase Fault Detection and Tolerant Control for Permanent Magnet Machines using the Neutral Point Voltage

چکیده
1- مقدمه
2- مدل ماشین PM با در نظر گرفتن خطای فاز
الف- ولتاژ NP در یک ماشین سالم
ب- ولتاژ NP در ماشین دارای فاز خطا:
ج- تشخیص خطای فاز بر اساس هارمونیک ولتاژ NP
3- کنترل تحمل پذیر خطای فاز
الف- سیستم درایو تحمل پذیر خطای فاز
ب- کنترل تحمل پذیر خطای فاز در درایو تک فاز
4- نتایج تجربی
الف- پاسخ ولتاژ NP در خطای فاز
ب- سیگنال های تشخیص خطا در شرایط مختلف خطا
ج- تشخیص خطای فاز در طول سرعت ناپایدار
د- مقایسه عملکردهای مختلف تشخیص خطا
ه- کنترل تحمل پذیر خطا
5- نتیجه گیری

چکیده

روش های تشخیص خطای قطع فاز استاتور ماشین های معمول به تشخیص هارمونیک های جریان از حسگری جریانات فاز بستگی دارد. از آنجایی که دامنۀ هارمونیک های جریان متناسب با شرایط باری ماشین است، زمانی که هارمونیک های جریان ناشی از خطا برای شناسایی بسیار کوچک باشند، چالشی برای تشخیص خطای فاز در شرایط باری سبک محسوب می شود. این مقاله بر اساس نقطۀ خنثی (NP) در سیم پیچ های دو شاخه ای، تشخیص خطای فاز استاتور را برای ماشین های مغناطیس دائم (PM) ارائه می کند. نشان داده شده که هارمونیک ولتاژ مرتبۀ اول زمانی حاصل می شود که خطای قطع فاز رخ دهد. در مقایسه با روش های اولیه شناسایی مبتنی بر اندازه گیری جریان، تشخیص خطا با استفاده از ولتاژ NP نسبت به شرایط باری غیرحساس است، زیرا سیگنال خطای پیشنهادی ناشی از عدم تعادل ولتاژ به خاطر قطع فاز است. علاوه بر در نظر گرفتن کنترل تحمل پذیر خطا، درایو یک فاز با اتصال ماشین NP به یکی از پایه های اینورتر توسعه می یابد. این ماشین می تواند در کارامدترین شرایط خطای فاز از اینورترهای سه پایه استاندارد استفاده کند. ماشین PM 50-W با قابلیت دسترسی به NP برای ارزیابی تشخیص خطای قطع فاز پیشنهادی و روش کنترل تحمل پذیر استفاده می شود.

نتیجه گیری

نتایج کلیدی به صورت زیر خلاصه شده اند: با استفاده از روش پیشنهادی تشخیص خطای حوزۀ زمانی، خطای فازی و موقعیت می توانند در دوره زمانی 2/0 ثانیه ای و در عملکرد ناپایدار سرعت مشخص شوند. ولتاژ پیشخورد، v_VS^* در (14)، برای جبران ولتاژ ترتیب صفر SVPWM در ولتاژ اندازه گیری شدۀ NP و برای تشخیص خطای فازی کافی است. خطای فازی بر اساس برآورد vsin و vcos مشخص می شود. موقعیت خطا با زاویۀ atan2(vsin/vcos) مشخص می شود. برای روش پیشنهادی تشخیص خطا به هیچ پارامتر ماشینی نیاز نداریم. بر مبنای این ارزیابی آزمایشی، کنترل تحمل پذیر خطای تک فاز می تواند در طول حضور خطا با استفاده از چهار کلید باقیماندۀ اینورتر، ریپل گشتاور را بهبود بخشد.

Abstract

Conventional machine stator open-phase fault detection methods rely on the detection of current harmonics from the sensing of phase currents. Because the magnitudes of current harmonics are proportional to the machine load condition, it is a challenge for the phase fault detection at light load condition when fault induced current harmonics are too small to detect. This paper proposes an improved stator phase fault detection for permanent magnet (PM) machines based on the use of neutral point (NP) in Y-connected windings. It is shown that a first-order voltage harmonic is resultant once the open-phase fault occurs. Comparing to prior detection methods based on the current measurement, the fault detection using NP voltage is insensitive to the load condition because the proposed fault signal is induced by the voltage unbalance due to the openphase. In addition considering the fault tolerant control, a singlephase drive is developed by connecting the machine NP to one of the inverter legs. The machine can drive at the most efficient condition using standard three-leg inverters under phase fault. A 50-W PM machine with the accessible NP is used to evaluate the proposed open-phase fault detection and tolerant control method.

V- CONCLUSIONS

Key conclusions are summarized as follows:  By using the proposed time-domain fault detection method, the phase fault and the location can be identified within the time period of 0.2-sec under the speed transient operation.  The feedforward voltage, vSV * in (14), is sufficient to compensate the SVPWM zero-sequence voltage in the measured NP voltage for the phase fault detection.  The phase fault is detected based on the estimation of vsin and vcos. The fault location is identified by the angle of atan2(vsin/vcos). No machine parameter is required for the proposed fault detection method.  Based on the experimental evaluation, the proposed singlephase fault tolerant control can improve the torque ripple using remaining inverter four switches during the presence of phase fault.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تشخیص خطای قطع فاز در استاتور به صورت آنلاین و کنترل تحمل دستگاه های آهنربای دائمی با استفاده از ولتاژ نقطه خنثی

On-line Stator Open-Phase Fault Detection and Tolerant Control for Permanent Magnet Machines using the Neutral Point Voltage

ملاحظات تحمل خطا برای AUV های مقاوم

Fault Tolerance Considerations for Long Endurance AUVs

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

توجه به تلرانس خطا برای AUVs مقاوم

Fault Tolerance Considerations for Long Endurance AUVs

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

مسیریابی پیام در شبکه های تحمل پذیر تاخیر خودرویی بر اساس رفتار انسان

Message Routing in Vehicular Delay-Tolerant Networks Based on Human Behavior

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مسیریابی پیام در شبکه تلرانس تاخیر خودرویی مبتنی بر رفتار انسان

Message Routing in Vehicular Delay-Tolerant Networks Based on Human Behavior

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

طراحی تمام جمع کننده تحمل خطای زمان واقعی برای کاربردهای حیاتی

Real-time fault tolerant full adder design for critical applications

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

طراحی تمام جمع کننده تحمل خطای زمان واقعی برای کاربردهای حیاتی

Real-time fault tolerant full adder design for critical applications

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

مسیریابی قابل تنظیم مجدد با توانایی تحمل خطا برای شبکه های درون تراشه ای با ساختار سلسله مراتب منطقی

Reconfigurable fault tolerant routing for networks-on-chip with logical hierarchy

چکیده
1- مقدمه
2- کارهای مرتبط
3- مقدمات
3-1- توپولوژی NoC
3-2- مسیریابی بالا/ پایین
4- مفهوم شبکه سلسله مراتبی
5- مسیریابی سلسله مراتبی
5-1- محاسبه مسیریابی
6- فرآیند پیکربندی مجدد مسیریابی
6-1- اطلاع رسانی درباره اطلاعات خطا
6-2- محاسبه مجدد مسیریابی
6-3- پیکربندی مجدد جدول مسیریابی
7- ارزیابی
7-1- سربار پیاده سازی
7-2- عملکرد مسیریابی
7-3- عملکرد پیکربندی مجدد
8- نتیجه گیری
منابع

چکیده

این مقاله یک مسیریابی قابل پیکربندی مجدد با قابلیت تحمل خطا را برای شبکه های درون تراشه ای (NoC) که در واحدهای سلسله مراتبی سازمان دهی شده اند ارائه می کند. در مواردی چون وجود خطا در لینک ارتباطی یا از کارافتادگی سوئیچ ها، روش پیشنهادی انطباق آنلاین مسیریابی را به صورت محلی در درون هر واحد امکان پذیر می سازد در حالی که آزادی بی وقفه به طور عمومی در شبکه تضمین می شود. نتایج تجربی حاصل از روش پیشنهادی برای یک شبکه 16x 16 افزایش سرعت به میزان تقریبا چهار برابری را برای پیکربندی مجدد مسیریابی در مقایسه با پیشرفته ترین روش نشان می دهد. ارزیابی با استفاده از خطاهای گذرا نشان می دهد که یک واحد اختصاصی با قابلیت پیکربندی مجدد، پیکربندی موفق جداول مسیریابی حتی در شریطی که احتمال خطا بالا است را امکان پذیر می سازد.

8- نتیجه گیری

افزودن سلسله مراتب منطقی به شبکه های درون تراشه ای (NoC) مزیت های قابل توجهی را در مقایسه با NoC های با ساختار مسطح ارائه می کند. به ویژه، سلسله مراتب منطقی جداول مسیریابی را به یک طرح عملی تبدیل می کنند. این کار با داشتن تمامی ورودی های جدول تنها برای نودها در همان واحد منطقی شبکه و ادغام اطلاعات مسیرابی برای دیگر نودها از طریق انتزاع سلسله مراتبی به دست می آید. بنابراین، یک جدول مسیریابی برای یک سوئیچ در یک NoC با 256 نود نیازمند تنها کمتر از 20 درصد مساحت تراشه سوئیچ است در حالی که یک جدول کاملا پیاده سازی شده برای یک NoC مسطح نیازمند دو برابر مساحت یک سوئیچ است. علاوه بر این، نتایج ارزیابی برای یک توپولوژی مش 16 در 16 با سه سطح سلسله مراتب نشان می دهد که توان عملیاتی داده ها در مقایسه با توپولوژی شبکه غیر سلسله مراتبی دو برابر شده است.

Abstract

This paper presents a reconfigurable fault tolerant routing for Networks-on-Chip organized into hierarchical units. In case of link faults or failure of switches, the proposed approach enables the online adaptation of routing locally within each unit while deadlock freedom is globally ensured in the network. Experimental results of our approach for a 16 × 16 network show a speedup by a factor of almost four for routing reconfiguration compared to the state-of-the-art approach. Evaluation with transient faults shows that a dedicated reconfiguration unit enables successful reconfiguration of routing tables even in case of high error probabilities.

8- Conclusion

Adding logical hierarchy to Networks-on-Chip (NoCs) offers significant benefits compared to NoCs with flat organization. In particular, logical hierarchy makes routing tables a feasible design choice. This is achieved by having full table entries only for nodes in the same logical network unit, and by merging routing information for other nodes through hierarchical abstraction. Thereby, a routing table for a switch in a 256 node NoC requires only less than 20% of the switch’s chip area, whereas a fully implemented table for a flat NoC would double the switch’s area. Furthermore, evaluation results for a 16 × 16 mesh topology with three hierarchy levels show that the data throughput is doubled compared to a non-hierarchical network topology.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مسیریابی قابل تنظیم مجدد با توانایی تحمل خطا برای شبکه های درون تراشه ای با ساختار سلسله مراتب منطقی

Reconfigurable fault tolerant routing for networks-on-chip with logical hierarchy

توسعه مدل ریاضیاتی برای شبیه سازی خطاها در اینورترهای PWM منبع – جریان

Mathematical Model Development for Faults Simulation in Current-source PWM Inverters

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

یازدهمین سمپوزیوم بین المللی در کاربردی هوش محاسباتی و انفورماتیک

11th International Symposium on Applied Computational Intelligence and Informatics

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

توسعه مدل ریاضی برای شبیه سازی خطاها در مبدل های PWM منبع جریانیان

Mathematical Model Development for Faults Simulation in Current-source PWM Inverters

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تامین تحمل پذیری خطای سیستم کنترل توزیع شده بلادرنگ با الگوریتم تسریع پیکره بندی مجدد بر مبنای تبرید شبیه سازی شده موازی

The Parallel Simulated Annealing-Based Reconfiguration Speedup Algorithm for the Real Time Distributed Control System Fault-Tolerance Providing

چکیده

1- مقدمه

2- فرمول نویسی مسئله شکل گیری پیکره بندی RTDCS

3- الگوریتم پیکره بندی مجدد RTDCS: تطبیق تبرید شبیه سازی شده موازی

4- نتایج آزمایش

5- نتایج

چکیده

در این مقاله الگوریتم بهبود یافته برای تامین تحمل پذیری خطای سیستم کنترل توزیع شده بلادرنگ مطرح شده است. الگوریتم توسعه یافته، از تکنیک تبرید شبیه سازی شده به عنوان پایه با تکیه بر طرح های دمای خنک سازی استفاده می نماید. ترکیب تکنیک مولتی استارت (چنداستارتی) موازی و طرح دمای منتخب، امکان تسریع کار جهت دستیابی به راه حلی با کیفیت کافی را فراهم می آورد. بدین طریق پیکره بندیهای سیستم در دوره های زمانی قابل قبول فراهم می شوند.

4- نتایج آزمایش
در مقاله مطرح شده، الگوریتم پیشنهادی را به طرق زیر ارزیابی می کنیم:
– تست اثر بخشی طرح دمای خنک سازی از نظر بهترین راه حل در زمان محاسباتی کوچکتر
– تست کیفیت راه حل ازلحاظ وابستگی به تعداد CE ها.
در شکل 3، سرعت همگرایی الگوریتم برای 20 وظیفه متصل با پیچیدگی های تصادفی و 10 CE با بهره وری تصادفاً تولید شده مطرح شده است. محور OX با تعداد فراخوان های تابع هدف، ومحور OY با مقدار تابع هدف نشانه گذاری شده است (در این مورد، هزینه کل سیستم). گرافیک اجازه می دهد ببینیم درمدت زمان کوتاه، تغییر دمایی سریع به نتیجه رضایت بخشی منتج می شود ( فراخوان تابع هدف). بنابراین، در صورت عدم جستجوی کمینه محلی، شاید جستجوی کمینه محلی خوب یا راه حل برروی شیب کافی باشد.
به علاوه، نتایج همگرایی تبرید شبیه سازی شده خنک سازی با الگوریتم ژنتیک ساده را با انتخاب تورنومنت و کراس اور یک نقطه ای مقایسه کردیم. اندازه جمعیت به ترتیب 50 و 100 است.

Abstract

In this paper enhanced algorithm for the real time distributed control system fault-tolerance providing is presented. The algorithm is developed having the parallel simulated annealing technique as a base with the accent on the quenching temperature schemes. The combination of the parallel multistart technique and chosen temperature scheme allows to speed up to acquire the solution with the adequate quality. This provides system configurations in the acceptable time periods.

IV- EXPERIMENTAL RESULTS

Within the paper presented, we consider to evaluate our algorithm in the following ways: -to test the effectiveness of the quenching temperature scheme in the aspect of the best solution within the smaller computational time; -to test the solution quality in dependency on the number of CEs. Figure 3: Simulated annealing: quenching ratios testing. On the fig. 3, the algorithm convergence speed is presented for the 20 interconnected tasks with randomized complexities and 10 CEs with randomly produced productivity. The OX axe is marked with the number of objective function calls, the OY axe is marked with the objective function value (the total system cost in our case). The graphics allow to see that the fast temperature change can bring to the satisfactory result for the adequate time period (<20 objective function calls). So, if we don’t search for the global minima, perhaps good local minima or the solution on the slop would be enough. In addition, we compared the convergence results of the “quenching” simulated annealing with the simple genetic algorithm with one-point crossover and tournament selection. The size of population is 50 and 100.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تامین تحمل پذیری خطای سیستم کنترل توزیع شده بلادرنگ با الگوریتم تسریع پیکره بندی مجدد بر مبنای تبرید شبیه سازی شده موازی

The Parallel Simulated Annealing-Based Reconfiguration Speedup Algorithm for the Real Time Distributed Control System Fault-Tolerance Providing

یک آنتولوژی Fuzzy Fault برای شبکه های سنسور بی سیم با مقاومت به خطای بزرگ

A fault fuzzy-ontology for large scale fault-tolerant wireless sensor networks

چکیده

1- مقدمه

2- کلیاتی از معماری سرویس گرا برای شبکه های حسگر

3- چرا آنتولوژی فازی خطا؟

4- نمایش آنتولوژی فازی خطا

1- 4 طبقات خطا

2- 4 واژگان مفهومی خطاها

3- 4 نشانه های خطاها

4- 4 فازی سازی خطاها

5- 4 خطاهای WSN

5- تشخیص و تست مبتنی بر FFO برای LS-WSN

1- 5  تشخیص

2- 5 تست

6- نتیجه گیری

چکیده

تحمل پذیری خطا، یکی از حوزه های تحقیقاتی کلیدی برای بسیاری از برنامه های کاربردی نظیر فناوریهای شبکه حسگر محسوب می شود. در شبکه های حسگر بی سیم بزرگ مقیاس (WSN)، یافتن روشهایی جدید برای تحمل پذیری خطا جهت تامین نیازهای کاربردی جدید مثل اینترنت اشیاء، سیستم های هوش شهری و مشاهده از اهمیت بسزایی برخوردار است. چالش فراتر از حد شبکه های حسگر بی سیم مجزا بوده و با زیرشبکه های متصل متعدد سرو کار دارد. دامنه خطا به خاطر این پیکره بندی جدید، به طور قابل ملاحظه ای رشد می کند. در این زمینه، مقاله آنتولوژی فازی خطا (FFO) برای WSN های بزرگ را مطرح می کند که در معماری سرویس های وب از آن برای تشخیص و تست (آزمایش) استفاده می شود.

1- مقدمه

هدف روندهای جدید در تکنولوژیهای بی سیم اتصال شبکه های حسگر بی سیم (WSN) به اینترنت و شبکه های موبایل (متحرک – سیار) نظیر زیرساخت توسعه یافته در مرجع 1می باشد. این امر منجر به شبکه های حسگر بی سیم مجازی بزرگی می گردد که از WSN های متعدد در مکان های مختلف استفاده می کنند. حدود کاربردی این تکنولوژی شامل مشاهده و اندازه گیری پارامترهای زیست محیطی، اینترنت اشیاء، سیستم های حمل و نقل هوشمند و هوش شهری می شود. به علاوه، تحمل پذیری خطا به خاطر اهمیت قابلیت اطمینان در این سیستم ها و کاربردهای آنها، مورد توجه قرار گرفته بود. با این حال، در دامنه های مقیاس بزرگی که تحمل پذیری خطا به یک شبکه حسگر بی سیم محدود نمی شود، به تحمل پذیری خطا توجه نشده است. چالش های زیادی به عنوان مانعی مهم برای توسعه مکانیسم تحمل پذیری خطای شبکه های حسگر بی سیم بزرگ مقیاس (LS-WSN) عمل می کنند. اولاً، LS-WSN اغلب از شبکه های متعددی استفاده می کند که پروتکل ها، حسگرها و پیکره بندیها بسیار ناهمگن هستند. به علاوه، WSN پویا می باشد، یعنی توپولوژی شبکه، حسگرها و پروتکل ها باگذشت زمان تغییر می کند. اما، تکنیک های تحمل پذیری خطا به طور کلی به خصوصیات شبکه و دامنه خطا بستگی دارند. به علاوه، در محیط بزرگ مقیاس ، به نظارت ضمنی برای پشتیبانی از ترکیب خودکار تشخیص و تست نیاز می باشد. بالاخره، تحمل پذیری خطا در شبکه های حسگر بزرگ مقیاس بایدبه عنوان مسئله کلی خطاب قرار داده شود، به جای اینکه بر تحمل پذیری خطای محلی برای هر WSN تاکید گردد.

Abstract

Fault tolerance is a key research area for many of applications such as those based on sensor network technologies. In a large scale wireless sensor network (WSN), it becomes important to find new methods for fault-tolerance that can meet new application requirements like Internet of things, urbane intelligence and observation systems. The challenge is beyond the limit of a single wireless sensor network and concerns multiple widely interconnected sub networks. The domain of fault grows considerably because of this new configuration. In this context, the paper proposes a fault fuzzy-ontology (FFO) for large scale WSNs to be used within a Web service architecture for diagnosis and testing.

1- Introduction

New trends in wireless technologies aim to connect wireless sensor networks (WSNs) to Internet and mobile networks such as the infrastructure developed in1. This leads to large virtual wireless sensor networks incorporating multiple WSNs with different locations. Application scope for this technology includes environmental parameters observation and measurement, Internet of things, urban intelligence and intelligent transportation systems. Either more, fault tolerance for wireless sensor networks had taken a growing interest due to the importance of dependability and reliability in these systems and their applications. Nevertheless, no deep attention has been paid to fault tolerance in a large scale domain where fault tolerance is not limited to a single wireless sensor network. Many challenges act as a significant brake on the development of a fault tolerance mechanism for large scale wireless sensor networks (LS-WSN). First, LS-WSN often employs multiple networks where protocols, sensors and configurations are very heterogeneous. In addition, WSN are dynamic which means that the topology of the network, sensors and protocols may change by time. However, Fault tolerance technics are generally dependent to the network specifications and fault domain. Besides, in a large scale context there is a need for implicit monitoring that supports automatic composition of diagnosis and testing. Finally, fault tolerance in large scale wireless sensor networks should be addressed as an overall problem instead of focusing on local fault tolerance for each WSN.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

یک آنتولوژی Fuzzy Fault برای شبکه های سنسور بی سیم با مقاومت به خطای بزرگ

A fault fuzzy-ontology for large scale fault-tolerant wireless sensor networks