移动计算环境中的软件时钟同步算法研究

发布时间：2017-10-11 23:10

  本文关键词：移动计算环境中的软件时钟同步算法研究

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【摘要】：在移动计算环境中,人们对移动应用的健壮性、实时性等要求逐渐提高,并且受到移动网络的上下带宽不一致、频繁断接性等特点的影响,以固定网络为基础的分布式技术已经无法达到应用所要求的标准,需要寻找新的替代技术。领导者选举问题和时钟同步问题一直是分布式计算研究领域的热点问题,研究移动计算环境下的选举问题和时钟同步具有非常重要的理论意义和使用价值。在移动计算环境中,领导者选举问题是时钟同步问题的前置问题。在移动计算环境下,时钟同步系统中的主时钟服务器故障率较高,导致时钟同步系统的性能下降。本文将领导者选举算法结合到时钟同步算法中,使用选举算法来解决时钟同步系统中主时钟服务器故障问题。本文对经典的自稳定领导者选举算法进行了研究,主要包括Arora-Gouda算法、Dolev-Israeliz-Moranx算法和IISLE算法。以上三种算法都考虑到了系统的自稳定性,具有较好的健壮性,但是在高断接概率的移动计算环境中,他们在选举时间上的性能都不是很好。为了解决这个问题,本文利用IISLE算法的思想,结合移动主机断接概率模型,改进了环路消除过程,提出了基于移动计算环境的改进自稳定领导者选举算法。根据理论分析和仿真结果表明,改进的算法在选举时间上短于Arora-Gouda算法和IISLE算法。本文研究了移动计算环境的不稳定性,相比固定网络而言,移动网络中节点的故障率更高,这为时钟同步带来了巨大挑战,要解决移动网络中的时钟同步问题,必须引入故障恢复机制。本文将自稳定领导者选举算法应用到故障恢复机制中,解决了主时钟服务器故障问题对时钟同步过程的影响,并提出了基于移动计算环境下的软件时钟同步解决方案。该方案能够比较有效地处理移动网络中的节点故障,保障网络中的全局时钟一致。
【关键词】：移动计算环境 自稳定领导者选举算法 时钟同步
【学位授予单位】：中南民族大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5;TP301.6
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究背景9
• 1.2 国内外相关研究现状9-14
• 1.2.1 自稳定领导者选举算法10-13
• 1.2.2 软件时钟同步算法13-14
• 1.3 本文主要研究内容14-15
• 第2章 移动计算环境下的断接概率模型15-19
• 2.1 网络模型15-17
• 2.2 移动主机断接概率模型17-18
• 2.2.1 概率模型建模17
• 2.2.2 访问出错率17-18
• 2.3 小结18-19
• 第3章 自稳定选举算法19-28
• 3.1 IISLE算法19-22
• 3.2 移动计算环境中的选举问题22-23
• 3.3 基于移动计算环境的改进自稳定选举算法23-26
• 3.3.1 形式化定义23-24
• 3.3.2 算法描述24-25
• 3.3.3 实验仿真25
• 3.3.4 实验结果及分析25-26
• 3.4 小结26-28
• 第4章 软件时钟同步算法28-42
• 4.1 时钟同步的定义28-29
• 4.1.1 节点本地时钟28-29
• 4.1.2 节点逻辑时钟29
• 4.2 时钟同步方式和模型29-32
• 4.2.1 时钟同步方式29-30
• 4.2.2 内部时钟同步30-32
• 4.2.3 外部时钟同步32
• 4.3 时钟同步性能评估策略32-34
• 4.4 移动计算环境中的软件时钟同步问题34-35
• 4.4.1 基于自稳定选举算法的故障恢复机制35
• 4.5 基于移动计算环境的软件时钟同步算法35-41
• 4.5.1 形式化定义35-36
• 4.5.2 算法描述36-39
• 4.5.3 实验仿真39-40
• 4.5.4 实验结果及分析40-41
• 4.6 小结41-42
• 第5章 总结和展望42-43
• 5.1 总结42
• 5.2 进一步研究方向42-43
• 参考文献43-46
• 致谢46-47
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录47

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本文编号：1015280