計算系統(tǒng)的自恢復(fù)模型構(gòu)建和自愈策略的研究.pdf

1、軟件老化現(xiàn)象［1］，是由于軟件的錯誤隨著時間和負載而累積，并最終導(dǎo)致了系統(tǒng)的不可用。在對可靠性和可用性要求較高的系統(tǒng)里，軟件的老化會使系統(tǒng)失效從而產(chǎn)生較大的損失。研究表明軟件的多樣性設(shè)計不是解決這類錯誤的有效方法。軟件失效具有暫時性的特質(zhì)［2，3］，軟件的設(shè)計錯誤能引起暫時性的軟件失效，軟件在操作系統(tǒng)環(huán)境中運行時由于錯誤的累積而進入不可接受的錯誤狀態(tài)。因此，系統(tǒng)的重啟［4］，作為軟件運行環(huán)境更新的一種策略，作為一種有效的、成本開銷較低的

2、軟件性能恢復(fù)技術(shù)被提了出來［5，6］。其基本的思想就是改變運行進程的操作環(huán)境從而達到避免軟件失效的發(fā)生。這種主動性能恢復(fù)的思想就是自恢復(fù)理論。 本文就軟件自恢復(fù)理論展開研究，主要研究內(nèi)容和工作如下： 首先建立了以半馬爾可犬過程為基礎(chǔ)的多級（系統(tǒng)級、應(yīng)用級和進程級）分析模型來考慮自恢復(fù)理論。分析以半馬爾可夫過程建立的多級模型，得到在分析不同情況下的穩(wěn)定狀態(tài)最大可用性概率和優(yōu)化的軟件自恢復(fù)時間。研究結(jié)果表明了：細粒度下的自恢

3、復(fù)策略能夠進一步降低自愈成本，提高系統(tǒng)的可用性，采取哪一級自恢復(fù)策略主要是由系統(tǒng)自身的參數(shù)決定的。 本文發(fā)展了基于統(tǒng)計學(xué)的算法來估計優(yōu)化的軟件自恢復(fù)時間閾值，在得到系統(tǒng)失效時間的統(tǒng)計完備樣品數(shù)據(jù)的假設(shè)基礎(chǔ)上。優(yōu)化的軟件自恢復(fù)時間閾值計算算法是在滿足單位時間自恢復(fù)成本最小或者滿足系統(tǒng)可用性最大的情況下通過統(tǒng)計的TTT變換推導(dǎo)而得到的。研究結(jié)果表明這類算法具有很好的一致性和穩(wěn)定性，能夠在系統(tǒng)失效分布未知的情況下通過檢測系統(tǒng)參數(shù)加以修

4、正而得到最佳最恢復(fù)時間閾值的近似值。 另外本文通過隨機模型來評價自恢復(fù)技術(shù)在運行系統(tǒng)中的效應(yīng)以及在考慮到負載情況下的所執(zhí)行的最佳自恢復(fù)時間閾值的確定。特別的討論了基于測量的方法來檢測系統(tǒng)的軟件老化以及這種效應(yīng)對各種系統(tǒng)資源的影響。通過系統(tǒng)負載和資源的使用情況的數(shù)據(jù)來建立模型，這些數(shù)據(jù)來自于UNIX操作系統(tǒng)下經(jīng)過一段時間的觀察而得到。基于測量的模型有助于發(fā)展基于實際系統(tǒng)進行測量的軟件自恢復(fù)策略。 最后，總結(jié)了本篇論文的主要