基于检查点优化的进程级容错系统设计与实现

发布时间：2017-09-29 18:30

  本文关键词：基于检查点优化的进程级容错系统设计与实现

  更多相关文章： 进程 检查点 动态非等间距 局部阻塞 一致性

【摘要】：在大型计算环境中,故障的发生不可避免,而由此造成的损失也是巨大的。容错技术的应用在一定程度上能够减少故障的发生带来的影响,提高系统可靠性。进程级的容错则是直接针对运行任务本身容错机制,能够保证任务运行的连续性和故障发生后的快速恢复,其中检查点设置与回卷恢复技术是一种常用方法。本文所设计的进程级容错系统即是基于检查点实现的。为了满足系统需求,需要解决两个主要问题,一是检查点设置时间问题,一是保证检查点状态一致性问题。传统的静态等间距检查点间隔模型能够初步完成检查点的设置,但由于它不能适时的根据故障概率分布的变化而动态的对检查点间隔时间做出调整,所以在实际的应用中会导致较大的开销。为此,本文提出了动态非等间距检查点间隔模型,此模型能动态的调整检查点间隔时间,较之静态方法降低了开销。传统的全局阻塞协议能够简单保证检查点状态一致性,但是在进程数较多时,由阻塞等待引起的时延却较大。考虑到进程间的通信在规模、范围、时间方面具有随机性和不确定性,本文提出对进程采用分组机制,做到组内通信,组间无通信,在做检查点时,组间使用无阻塞协议,组内使用阻塞协议,从而形成一个局部阻塞的过程,即局部阻塞一致性协议。通过以上两方面优化,本文所设计的容错系统较之传统方法能够更好的适应动态复杂的大型计算环境容错需求。为验证本文提出方法的正确性和有效性,设计和实现了一个基于检查点优化的进程级容错系统,实验结果表明,本系统能够在解决多米诺效应,一致性问题的前提下,进一步降低开销,减少任务实际执行时间,提高性能。
【关键词】：进程 检查点 动态非等间距 局部阻塞 一致性
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP302.8
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 符号对照表11-12
• 缩略语对照表12-15
• 第一章 绪论15-21
• 1.1 研究背景15-16
• 1.2 国内外研究现状16-18
• 1.3 研究思路18-19
• 1.4 论文结构安排19-21
• 第二章 基于检查点的容错系统基本理论21-31
• 2.1 进程级容错系统概述21-22
• 2.2 BLCR22-26
• 2.2.1 BLCR概述22-23
• 2.2.2 BLCR基本原理23-26
• 2.3 分布式系统中检查点协议理论26-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第三章 进程级容错系统的设计31-47
• 3.1 进程级容错系统架构31-32
• 3.2 检查点间隔模型的优化32-38
• 3.2.1 通用等间距检查点间隔模型33-35
• 3.2.2 动态非等间距检查点间隔模型35-38
• 3.2.3 理论分析对比38
• 3.3 局部阻塞一致性协议38-45
• 3.3.1 全局阻塞协议和非阻塞协议38-39
• 3.3.2 局部阻塞一致性协议39-44
• 3.3.3 理论对比分析44-45
• 3.4 本章小结45-47
• 第四章 进程级容错系统的实现及测试分析47-61
• 4.1 进程级容错系统的实现47-52
• 4.1.1 系统实现流程47-49
• 4.1.2 动态非等间距检查点间隔模型的实现49
• 4.1.3 局部阻塞一致性协议的实现49-52
• 4.2 实验测试结果及对比分析52-59
• 4.2.1 实验环境52
• 4.2.2 功能性测试52-55
• 4.2.3 性能测试55-59
• 4.3 本章小结59-61
• 第五章 总结和展望61-63
• 5.1 总结61-62
• 5.2 展望62-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-69
• 作者简介69-70

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