移動(dòng)計(jì)算環(huán)境下檢查點(diǎn)回卷恢復(fù)容錯(cuò)技術(shù)研究.pdf

1、高性能計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)、無線通信、分布式計(jì)算、普適計(jì)算和云計(jì)算等領(lǐng)域的迅速發(fā)展，極大地推動(dòng)了移動(dòng)計(jì)算技術(shù)的發(fā)展。與傳統(tǒng)固定有線分布式環(huán)境相比，移動(dòng)計(jì)算系統(tǒng)具備臨時(shí)搭建、自治、節(jié)點(diǎn)移動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)易變等特點(diǎn)，擁有廣闊的應(yīng)用前景。但移動(dòng)計(jì)算環(huán)境下進(jìn)程發(fā)生故障的概率遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的有線分布式計(jì)算系統(tǒng)，有線分布式計(jì)算系統(tǒng)的檢查點(diǎn)回卷恢復(fù)容錯(cuò)技術(shù)已無法適用移動(dòng)計(jì)算環(huán)境，因此，為移動(dòng)計(jì)算系統(tǒng)設(shè)計(jì)高效的檢查點(diǎn)回卷恢復(fù)容錯(cuò)機(jī)制是十分有意義的。依據(jù)檢查點(diǎn)回卷恢

2、復(fù)容錯(cuò)機(jī)制的研究現(xiàn)狀和存在問題，本文圍繞移動(dòng)計(jì)算環(huán)境下檢查點(diǎn)回卷恢復(fù)容錯(cuò)技術(shù)開展相關(guān)研究，具體包括:
　　(1)對(duì)移動(dòng)計(jì)算環(huán)境下進(jìn)程日志存儲(chǔ)維護(hù)進(jìn)行了研究，基于m-MSS-m模型和進(jìn)程分段確定性執(zhí)行模型假定，提出了低開銷的進(jìn)程事件日志記錄機(jī)制。該機(jī)制具備以下特點(diǎn):移動(dòng)支持站統(tǒng)一存儲(chǔ)維護(hù)服務(wù)組內(nèi)移動(dòng)主機(jī)計(jì)算進(jìn)程檢查點(diǎn)、事件日志和日志間先于偏序依賴關(guān)系;各進(jìn)程檢查點(diǎn)信息和事件日志以確定因子的形式記錄于一維數(shù)組;計(jì)算進(jìn)程歷經(jīng)事件間先于偏

3、序依賴關(guān)系由數(shù)組元素的先后順序表示;進(jìn)程日志先被同步記錄到移動(dòng)支持站的高速內(nèi)存，僅在特定事件的觸發(fā)下異步更新到可靠存儲(chǔ)設(shè)備。
　　(2)對(duì)移動(dòng)計(jì)算環(huán)境下故障進(jìn)程故障進(jìn)程回卷恢復(fù)進(jìn)行了研究，針對(duì)設(shè)計(jì)的進(jìn)程事件日志記錄機(jī)制提出了故障進(jìn)程回卷恢復(fù)機(jī)制。該恢復(fù)機(jī)制與日志記錄機(jī)制構(gòu)成了基于事件日志的檢查點(diǎn)回卷恢復(fù)容錯(cuò)機(jī)制。完備容錯(cuò)日志情況下，基于事件日志檢查點(diǎn)回卷恢復(fù)容錯(cuò)機(jī)制能夠支持故障計(jì)算進(jìn)程獨(dú)立異步地實(shí)現(xiàn)一致性恢復(fù);不完備容錯(cuò)日志情況下

4、，基于事件日志檢查點(diǎn)回卷恢復(fù)容錯(cuò)機(jī)制仍能夠協(xié)同本服務(wù)組內(nèi)計(jì)算進(jìn)程實(shí)現(xiàn)一致性恢復(fù)。
　　(3)對(duì)移動(dòng)計(jì)算環(huán)境下進(jìn)程容錯(cuò)信息遷移維護(hù)進(jìn)行了研究，為兼顧計(jì)算進(jìn)程無故障運(yùn)行和故障后回卷恢復(fù)期間的系統(tǒng)性能，提出了基于冗余信息分塊的弱遷移管理機(jī)制。邏輯上移動(dòng)主機(jī)進(jìn)程容錯(cuò)信息被移動(dòng)支持站分割為核心和非核心兩部分，移動(dòng)主機(jī)遷移期間不同容錯(cuò)信息的維護(hù)時(shí)機(jī)和調(diào)度方式實(shí)行差異化管理，并推導(dǎo)出了確定計(jì)算進(jìn)程核心和非核心容錯(cuò)信息大小的約束條件。
　　

5、(4)對(duì)容錯(cuò)機(jī)制中進(jìn)程檢查點(diǎn)間隔的求解進(jìn)行了研究，針對(duì)進(jìn)程泊松故障分布，提出了一種基于拉普拉斯變換的等距進(jìn)程檢查點(diǎn)間隔分析求解模型以確保容錯(cuò)機(jī)制的整體性能。為應(yīng)對(duì)其它進(jìn)程故障分布情形，基于簡(jiǎn)易的進(jìn)程檢查點(diǎn)計(jì)時(shí)方式，推導(dǎo)出了容錯(cuò)機(jī)制系統(tǒng)平均利用率的表達(dá)式，并以此得到了優(yōu)化進(jìn)程檢查點(diǎn)間隔的約束條件，提出了一種準(zhǔn)最優(yōu)進(jìn)程檢查點(diǎn)序列的通用確定算法。
　　性能分析表明為移動(dòng)計(jì)算系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基于事件日志檢查點(diǎn)回卷恢復(fù)機(jī)制在容錯(cuò)日志信息記錄維護(hù)、