并行分布式網(wǎng)絡(luò)模擬器PDNS容錯(cuò)技術(shù)的研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)模擬，是研究網(wǎng)絡(luò)行為、評(píng)估協(xié)議性能的重要方式。PDNS是應(yīng)用非常廣泛的一個(gè)并行分布式網(wǎng)絡(luò)模擬器。然而，PDNS也面臨著分布式應(yīng)用難以回避的系統(tǒng)可靠性方面的缺陷。檢查點(diǎn)/卷回恢復(fù)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)容錯(cuò)的重要手段。通過在系統(tǒng)正常運(yùn)行過程中設(shè)置檢查點(diǎn)，保存任務(wù)的相關(guān)狀態(tài)。在程序崩潰后，可以根據(jù)檢查點(diǎn)文件中所記錄的系統(tǒng)及進(jìn)程的信息，將進(jìn)程卷回至最近保存的正常運(yùn)行狀態(tài)繼續(xù)執(zhí)行，而不必重啟任務(wù)，從而節(jié)省了大量的重復(fù)計(jì)算時(shí)間。
　　本文主要研究

2、使用檢查點(diǎn)/卷回恢復(fù)技術(shù)來(lái)提高PDNS的容錯(cuò)能力。分布式檢查算法以單進(jìn)程檢查點(diǎn)算法為基礎(chǔ)，對(duì)于PDNS而言，則需要首先實(shí)現(xiàn)分布式模擬中單個(gè)模擬進(jìn)程的檢查點(diǎn)容錯(cuò)。文章分析比較了單進(jìn)程檢查點(diǎn)算法不同實(shí)現(xiàn)層次之間的優(yōu)缺點(diǎn)，然后基于Condor實(shí)現(xiàn)了用戶級(jí)透明檢查點(diǎn)。文章通過實(shí)驗(yàn)對(duì)該單進(jìn)程檢查點(diǎn)的性能進(jìn)行了測(cè)試，并分析了其時(shí)空開銷的規(guī)律。
　　PDNS檢查點(diǎn)容錯(cuò)需要解決的第二個(gè)問題是如何備份恢復(fù)各個(gè)模擬節(jié)點(diǎn)之間的連接。在局域網(wǎng)中，PDNS

3、通過TCP完成各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的交互。因此，文章對(duì)Linux中TCP連接通信過程進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上采用可裝載內(nèi)核模塊的方式實(shí)現(xiàn)了PDNS各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間TCP連接的備份與恢復(fù)。
　　在實(shí)現(xiàn)以上兩個(gè)基本功能之后，選擇合適的分布式檢查點(diǎn)算法是PDNS檢查點(diǎn)容錯(cuò)的最后一個(gè)問題。PDNS在模擬時(shí)采用了保守的時(shí)間同步機(jī)制，并且從邏輯上看PDNS具有主從結(jié)構(gòu)。結(jié)合PDNS的以上特點(diǎn)，文章給出了Sync-and-Stop分布式同步檢查點(diǎn)算法在PDN