帶Linux系統(tǒng)的服務器冗余技術研究.pdf

1、在諸如核能發(fā)電、電力調(diào)度、航空航天等高成本高危險行業(yè)，對于控制系統(tǒng)可靠度要求極高。對于這類行業(yè)，如何提高控制系統(tǒng)的可靠度是一個極其重要的問題。隨著集成電路技術的快速發(fā)展，硬件的性能越來越高，成本越來越低，這為控制系統(tǒng)冗余技術的發(fā)展提供了一個很好的條件。對于一些帶有服務器的工業(yè)生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)，可以采用服務器冗余的形式來提高控制系統(tǒng)的可靠度。本文研究帶Linux操作系統(tǒng)的服務器冗余技術。
　　從系統(tǒng)的可靠性出發(fā)，分析影響服務器可靠度

2、的相關因素。研究二乘二取二冗余、三模冗余和雙機熱備冗余三種典型的冗余形式，完成了對這三種經(jīng)典冗余形式的可靠度表達式的詳細數(shù)學推導，進一步得到了可靠度與資源消耗比表達式。分析對比了這三種冗余形式控制的可靠度曲線。
　　闡述了實現(xiàn)雙機冗余必須要解決的雙機同步、故障檢測和仲裁切換三項關鍵技術，分析了冗余系統(tǒng)各個狀態(tài)間的關系。在冗余系統(tǒng)中主備可靠度均相同的假設下，給出了雙機并聯(lián)、表決和旁聯(lián)三種模式下系統(tǒng)的可靠度數(shù)學表達式，繪制了相應的可靠

3、度曲線。對比分析表明，雙機并聯(lián)冗余比其他兩種模式對系統(tǒng)的可靠度提高更多。因此，選取雙機并聯(lián)的模式來進行帶Linux操作系統(tǒng)的冗余系統(tǒng)設計。
　　完成了雙機并聯(lián)冗余控制系統(tǒng)總體結構設計，提出了一種基于服務器健康狀態(tài)的冗余切換策略，并用百分制的健康值表示服務器的健康狀態(tài)。將設計的雙機并聯(lián)冗余控制系統(tǒng)抽象為RT-LAB平臺下的模型，進行系統(tǒng)仿真研究。用來至A/D轉換卡的模擬信號模擬服務器進程的健康值，測試系統(tǒng)能否按照設定的切換策略完成冗