Модуль маршрутизатора

2.4.2. Модуль маршрутизатора

Как уже отмечалось в подразделе 2.4.1 маршрутизатор выполняет следующие функции:

хранение текущей топологии многопроцессорной системы;

установление оптимальных статических маршрутов передач данных в системе и таблиц рассылки;

обработка сигналов изменения топологии системы от реконфигуратора.

При инициализации требуется исходная топология системы. Таким образом, модуль маршрутизации можно представить в виде следующей упрощенной схемы:

Рис. 2.2. Модуль маршрутизации

Во время инициализации, для каждого ПЭ составляется список текущих соседних узлов системы для обмена результатами счета так, чтобы данные каждого ПЭ присутствовали в тройном экземпляре в ВС.

Таблицы рассылки, в которой каждому ПЭ сопоставлен номер канала связи, по которому надо передать пакет дальше, формируются методом волны на основе таблиц связности ПЭ. Маршрут выбирается минимальным по количеству рёбер графа сети, с учетом загрузки связей. Так как операционные системы узлов идентичны, то пакеты, проходящие через их связи можно считать одинаковыми. Загрузка связи определяется по числу возможных транзитных передач через эту связь, и транзитные передачи равномерно распределяются по узлам сети без потерь на длине маршрута.

Алгоритм определения статических маршрутов и заполнения таблицы рассылки:

Заполняем таблицу рассылки в соотвествие со строкой с номером, равным номеру процессорного элемента. Заполняем соответствующую таблицу расстояний единицами (счетчик длины маршрута) в тех ячейках, где есть прямая связь в таблице связности (>0).

Если обработаны все ПЭ, закончить.

Увеличиваем счетчик длины маршрута на 1 единицу (передачу).

По таблице рассылки находим очередной ПЭ, не имеющий связи с локальным. Если таких больше нет, шаг 8.

Среди имеющих связь ПЭ ищем по таблице расстояний того, у кторого маршрут был определен на предыдущем цикле. Если таких больше нет, шаг 7.

Если он имеет связь с нужным ПЭ, запоминаем номер линка для связи его с локальным ПЭ и загрузку линка. Шаг 5.

Сортируем найденные линки по наменьшей загруженности и заносим его в таблицу рассылки и таблицу расстояний.

Если обработаны все ПЭ, закончить, иначе шаг 3.

2.4.3. Модуль реконфигурации

Модуль реконфигурации активизируется и выполняет перестройку системных таблиц ОС на основе информации о конкретном отказе. Рассмотрим обработку отказа функциональной задачи, отказа канала связи и отказа процессора целиком.

При этом приостановки работы системы в общем случае не должно происходить из-за возможной необходимости в выдачи управляющих воздействий в жестком цикле работы системы. Резервы времени должны предусматриваться на этапе проектирования в зависимости от вычислительных ресурсов элементов системы. Таким образом, реконфигурация должна быть выполнена до начала выдачи результатов контроллерам приемников управляющей информации.

Отказ канала связи. Первоначально корректируется матрица связности ПЭ. При этом определяется, имеет ли отказавший канал связи отношение к данному процессорному элементу. В случае, если после отказа канала связи, какой-либо процессор оказывается изолированным, выполняется отключение процессорного элемента.

Отказ процессорного элемента. Обработка отказа всего процессорного элемента выполняется посредством коррекции матрицы связности ПЭ, удаление всех каналов связи.

Отказ функциональной задачи трактуется так же, как и отказ процессорного элемента.

Реконфигуратор тесно связан с модулем маршрутизации и обращается к нему сразу после изменения системных таблиц для коррекции таблиц рассылки и определения активных элементов системы. Обобщенная модель реконфигуратора может быть представлена на следующей схеме:

Рис. 2.3. Модуль реконфигурации

После отказа функционального элемента, процесс реконфигурации осуществляется по следующей схеме:

В таблице связности отказавший линк или линки отказавшего ПЭ помечаются как недоступные.

Проверяется, не остались ли изолированными оставшиеся узлы, если да, то они отключаются.

По таблице связности определяется новый список соседних узлов системы, определяется ПЭ, которого (которых) необходимо вывести из резерва.

Производится активизация резервного ПЭ путем передачи ему кода активизации, текущей таблицы связности и контекста задачи от старшего ПЭ в ВС (например, от ПЭ с младшим номером).

2.4.4. Модуль коммуникации

Основной задачей этого модуля является организация информационного обмена между процессами в системе, то есть передача информационных сообщений между функциональными задачами и системных сообщений между операционными системами разных ПЭ.

Таким образом, модуль коммуникации обеспечивает:

получение запроса на прием/передачу данных от функциональной задачи;

установление соответствия между передатчиком и приемником данных; 

передача сообщения и идентификаторов адресатов модулю пересылки информации;

хранение принимаемых данных;

проверка согласованности данных от резервированных источников (голосование);

выявление в результате голосования отказа компонент системы и посылка соответствующего сигнала модулю реконфигурации;

передача согласованных данных ФЗ;

передача/прием системных сообщений.

Модуль пересылки информации:

формирование формата передаваемого сообщения;

идентификация принимаемых сообщений;

диагностика целостности принимаемых сообщений (проверка контрольной суммы);

определение отказов физической среды передачи данных (проверка подтверждений приема данных – “квитанций”);

формирование сигнала модулю ОС – реконфигуратору о неисправности среды передачи.

В своей работе модуль опирается на функции ввода-вывода нижележащего модуля пересылки информации. Поскольку распределенная ОСРВ является надстройкой над базовой ОС нижнего уровня, она не имеет доступа к аппаратуре ПЭ и не может осуществлять ввод-вывод на основе обработки прерываний. Общая структура взаимодействия модулей представлена на рис. 1.3:

Рис. 2.4. Структура модулей коммуникации

В связи с этим для обеспечения приёма и передачи информации по каналам связи, для обслуживания каждого из них создаётся задача прослушивания. Прослушивание каналов связи осуществляется после отработки задачи на очередном цикле. При этом должна происходить проверка, не является ли сообщение транзитным, и в случае транзитной передачи, немедленно осуществлять отсылку по нужному каналу связи из таблицы рассылки.

Формат посылки состоит из заголовка и самого тела посылки. В заголовке используются следующие поля:

Получатель (номер ПЭ);

Отправитель;

Тип посылки (информационная или системная);

Размер информационной части посылки (может быть нулевой);

Контрольная сумма пакета.

Передача информации происходит сразу после завершения функциональной задачей процедуры расчета, и управление передается задаче прослушивания (модулю пересылки), причем на это отводится фиксированное время (включается сторожевой таймер), равное максимальному периоду обмена между процессорными элементами в активной тройке. Максимальным временем в данном случае будет время с учетом транзитных передач через узлы ВС при отказе связей, которое может составлять до N-1 периодов записи.

Похожие работы

Автоматизированные системы обработки экономической информации

Скачать

172056

0

5

... первичной или первичной вместе со вторичной или только вторичной И. Если это - итог обработки информации, решения задачи, то такая информация называется результативной, результирующей. В процессе решения задач возникает промежуточная информация, которая часто в автоматизированных системах играет самостоятельную роль, определения направления путей завершения решения задачи. Результатная информация ...

Математическое обеспечение комплекса задач “Автоматизированная система документооборота учереждения

Скачать

200314

8

2

... , практически, не используются. Проблема информатизации Минторга может быть решена путем создания Автоматизированной Информационной системы Министерства Торговли РФ (АИС МТ РФ) в соответствии с настоящим Техническим предложением.   ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЛЕКСА ЗАДАЧ "СИСТЕМА ДОКУМЕНТООБОРОТА УЧЕРЕЖДЕНИЯ”. функции поиска и архивации 2.1. Постановка задачи и её спецификация ...

Програмное обеспечение ПК

Скачать

152655

7

3

... дейст­вий одной из них; • обращение к внешним устройствам только через операционную систему, что по­зволяет программистам использовать уже написанные драйверы, и не заниматься проблемами обеспечения совместимости с ними вновь разработанных программ; • возможность использования звуковых и видеоприложений. В отличие от Windows З.х новая операционная система не нуждается в установке на компьютере ...

Интеллектуальные компьютерные технологии защиты информации

Скачать

214673

1

8

... Системы обработки информации. Защита криптографическая. Алгоритм криптографического преобразования. М.: Госстандарт СССР. ГОСТ 31078-2002. Защита информации. Испытания программных средств на наличие компьютерных вирусов. Типовое руководство. СТБ ИСО/МЭК 9126-2003. Информационные технологии. Оценка программной продукции. Характеристики качества и руководства по их применению. СТБ ИСО/МЭК ТО ...