基于VxWorks的集群系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、在軍事、航空、航天和船舶等領(lǐng)域，嵌入式實時計算環(huán)境常因為空間、重量或者能源的限制，而不能在系統(tǒng)中增加處理機的數(shù)量，如衛(wèi)星控制系統(tǒng)，對機載設(shè)備的數(shù)量、體積和重量的要求都非常嚴格。但隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對提升系統(tǒng)計算性能的需求又很迫切。另一方面，嵌入式實時計算環(huán)境對系統(tǒng)的可靠性與可用性有很高的要求，因故障導致的停機和服務(wù)的中斷往往會帶來巨大的損失。面對嵌入式實時計算環(huán)境的高性能需求，如何在盡量不增加計算資源的前提下提高系統(tǒng)的可用性，已成

2、為嵌入式系統(tǒng)的研究熱點。
　　基于以上的分析，將集群技術(shù)應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)以提高系統(tǒng)的可用性和計算性能，針對嵌入式實時計算環(huán)境，論文工作研究了集群系統(tǒng)的架構(gòu)、任務(wù)分配與調(diào)度算法和高可用性等技術(shù);針對嵌入式小規(guī)模集群系統(tǒng)的高可用性需求，設(shè)計了基于分布式管理模型的集群系統(tǒng)總體架構(gòu);設(shè)計了基于節(jié)點負載信息反饋的任務(wù)分配算法，該算法考慮了節(jié)點負載和任務(wù)負載信息來為用戶任務(wù)分配目標節(jié)點，以使系統(tǒng)達到較好的負載均衡;采用兩階段提交協(xié)議設(shè)計了同步

3、機制以保證系統(tǒng)信息的一致性;設(shè)計了一種改進RM算法和EDF算法的節(jié)點調(diào)度算法，該算法考慮了實際應(yīng)用中用戶任務(wù)超時的情況;為了提高系統(tǒng)的可用性，本文從減少系統(tǒng)MTTR值入手，設(shè)計并實現(xiàn)了系統(tǒng)的容錯機制，包括故障檢測和故障恢復(fù)。
　　論文研究工作實現(xiàn)了任務(wù)分配算法、調(diào)度算法和容錯機制。實驗測試結(jié)果表明所設(shè)計的集群系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快、無單一故障節(jié)點、節(jié)點間負載均衡和可用性較高等優(yōu)點;系統(tǒng)MTTR值小于2S，系統(tǒng)可用性達到99.99％以上