容錯服務(wù)中組通信的研究與實現(xiàn).pdf

1、隨著人們對軟件可靠性、安全性的要求越來越高，如何在部分失效的情況下保證整個系統(tǒng)的正常運行成為了設(shè)計高性能、高可靠性軟件系統(tǒng)的重要一環(huán)。分布式系統(tǒng)是屏蔽某些系統(tǒng)錯誤和使得系統(tǒng)具有良好伸縮性的有效方法之一。理論上，在異步系統(tǒng)中，由于不能準(zhǔn)確區(qū)分運行過慢的進程和出錯的進程，因此分布式系統(tǒng)中進程狀態(tài)的一致性問題是一個不可解問題，而如何設(shè)計異步系統(tǒng)中的一致性協(xié)議是目前分布計算領(lǐng)域的研究熱點。 組通信是實現(xiàn)組內(nèi)各成員之間通信的一種方法，面向

2、容錯服務(wù)的組通信的核心就是實現(xiàn)組成員通信的一致性。本論文描述和分析了組通信系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，指出組通信系統(tǒng)的兩大組成部分是消息順序管理和組成員管理。為了屏蔽進程崩潰和消息丟失錯誤，本論文提出了一種基于邏輯令牌的一致性算法，在配備有滿足P性質(zhì)的失效檢測器的系統(tǒng)中，該算法通過邏輯令牌在組中的輪轉(zhuǎn)，使得組成員全序地接受消息。進一步地，通過改進上述協(xié)議，在配備有滿足S性質(zhì)的失敗檢測器的系統(tǒng)中，組成員也能全序地接受消息。本論文對該算法與經(jīng)典的Cha

3、ndra&Toueg算法進行了比較，并且提出了針對組中成員的加入、退出，以及組之間合并、分割的組管理算法。最后，本論文從理論上進行了以太網(wǎng)環(huán)境下請求延遲和系統(tǒng)可靠性的計算。 本論文實現(xiàn)了基于邏輯環(huán)一致性協(xié)議的原型系統(tǒng)，并對該原型系統(tǒng)進行了安全方面的擴展，通過使用數(shù)字簽名來增加消息的可驗證性和完整性，從而一定程度上解決了網(wǎng)絡(luò)中消息被偽造或是篡改的問題。原型系統(tǒng)的測試表明，在局域網(wǎng)環(huán)境下，一致性協(xié)議所帶來的響應(yīng)延遲不超過20毫秒，而