具有負(fù)載均衡特性的容錯(cuò)復(fù)制技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展及計(jì)算機(jī)硬件成本的日趨下降，將計(jì)算任務(wù)分布到不同的物理節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行處理，加快任務(wù)的處理速度已成為一種研究的趨勢(shì)。這種分布式計(jì)算技術(shù)已經(jīng)在對(duì)可靠性要求很高的應(yīng)用領(lǐng)域取得發(fā)展，包括軍事、航空、金融、電信等。本文課題來(lái)源于“軟件應(yīng)用集成平臺(tái)容錯(cuò)軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)”項(xiàng)目，軟件應(yīng)用集成平臺(tái)面向的應(yīng)用系統(tǒng)規(guī)模龐大，實(shí)時(shí)性要求高，且應(yīng)用構(gòu)件之間相互聯(lián)系形成復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)，其中任何一個(gè)構(gòu)件發(fā)生故障都可能導(dǎo)致整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)無(wú)法繼續(xù)正常運(yùn)行

2、。因此，需要提高應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時(shí)性。
　　容錯(cuò)技術(shù)通過(guò)備份多個(gè)副本提高系統(tǒng)的可靠性，組中所有成員都執(zhí)行相同的操作，系統(tǒng)資源存在浪費(fèi)，且組成員按順序執(zhí)行請(qǐng)求，請(qǐng)求響應(yīng)時(shí)間慢。而負(fù)載平衡技術(shù)則是將請(qǐng)求分配給不同的成員，由不同的成員同時(shí)執(zhí)行不同的請(qǐng)求，縮短請(qǐng)求的平均響應(yīng)時(shí)間。因此，本文在容錯(cuò)復(fù)制技術(shù)的基礎(chǔ)上引入負(fù)載平衡技術(shù)，提出了一種適用于請(qǐng)求-狀態(tài)相關(guān)及請(qǐng)求-狀態(tài)無(wú)關(guān)的系統(tǒng)模型、具有負(fù)載平衡特性的容錯(cuò)復(fù)制技術(shù)。
　　本文所

3、提出的具有負(fù)載平衡特性的容錯(cuò)復(fù)制技術(shù)在保證組成員狀態(tài)一致性的前提下，由負(fù)載最輕的成員執(zhí)行請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)組成員間的負(fù)載平衡。容錯(cuò)組中各成員直接接收客戶端發(fā)送的請(qǐng)求，且根據(jù)本地的負(fù)載信息列表決定是否由自身執(zhí)行請(qǐng)求，其中只有負(fù)載最輕的成員執(zhí)行當(dāng)前請(qǐng)求。根據(jù)請(qǐng)求分配的結(jié)果，組中各成員同時(shí)執(zhí)行不同的請(qǐng)求，并直接返回請(qǐng)求響應(yīng)結(jié)果，從而在充分利用容錯(cuò)技術(shù)引入的冗余資源的基礎(chǔ)上，縮短了請(qǐng)求的平均響應(yīng)時(shí)間，提高系統(tǒng)執(zhí)行效率。為保證組成員間的狀態(tài)一致性，執(zhí)行完

4、與狀態(tài)相關(guān)的請(qǐng)求后，需將改變的狀態(tài)發(fā)送給組中各成員；組成員接收到改變的狀態(tài)后，更新自身的狀態(tài)；確認(rèn)組成員間的狀態(tài)同步后，再返回請(qǐng)求的響應(yīng)結(jié)果。若請(qǐng)求與狀態(tài)無(wú)關(guān)，則直接執(zhí)行請(qǐng)求，并直接返回請(qǐng)求響應(yīng)結(jié)果。
　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，所提出面向負(fù)載平衡的主動(dòng)復(fù)制技術(shù)能減少系統(tǒng)資源的占用，縮短請(qǐng)求的平均響應(yīng)時(shí)間，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。在執(zhí)行與狀態(tài)無(wú)關(guān)的請(qǐng)求時(shí)，組成員直接與客戶端交互信息，比存在協(xié)調(diào)者的容錯(cuò)復(fù)制算法減少信息傳遞的次數(shù)，縮短請(qǐng)求響應(yīng)時(shí)間，