基于索引的准同步检查点协议研究

论文摘要

分布式系统在互联网高速发展的今天,已经被广泛应用于客户—服务器系统、事务处理、万维网以及科学计算等多个领域。由于分布式程序的广泛应用,分布式系统的容错问题就变得越来越重要,许多技术被用来提高系统的稳定性和可靠性,其中包括回卷恢复技术。 回卷恢复技术的容错是通过在无错执行期间周期性地保存进程的状态来实现的。一旦发生错误,出错的进程就从保存的状态处重新开始执行,从而减少出错带来的计算上的损失。每一个这种保存的状态称为一个检查点。在分布式系统中设置检查点时,除了要考虑在单进程应用程序中所存在的减少检查点开销,优化检查点时间间隔等问题外,还要考虑分布式系统中由于进程之间相互发送消息而导致的进程状态间的相互依赖关系。这是分布式系统中的检查点技术主要复杂的地方。怎样保证形成全局一致性检查点,避免多米诺效应,同时尽量减少由于引入检查点而带来的额外开销,是分布式系统中的检查点设置技术所要考虑的主要问题。 分布式检查点技术目前主要分为三种类型,即异步检查点方式,同步检查点方式以及准同步检查点方式。本文着重介绍了对基于索引的准同步检查点协议的研究。本文首先介绍了分布式检查点协议中的一些重要的定义和定理以及当前国内外一些主要的基于索引的准同步检查点协议,然后在这些协议的基础上提出两种自己的改进方案,从而提出一种新的改进的协议,称之为IBQSC协议。通过模拟实验证明,IBQSC协议在性能上的确能够取得明显的提高。之后,将介绍目前国际上针对基于索引的准同步检查点协议的性能比较的研究,介绍一些重要的结论,并对这些结论中的问题提出自己的见解。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 附表索引
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 容错回卷技术介绍
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 本文的主要工作
• 1.5 论文结构
• 第2章 分布式系统中的检查点协议
• 2.1 系统模型
• 2.2 相关定义和定理
• 2.3 分布式检查点协议的开销及评价标准
• 2.4 分布式系统中检查点协议的分类
• 2.4.1 基于模型的准同步检查点协议
• 2.4.2 基于模型的协议的比较
• 第3章 基于索引的准同步检查点协议
• 3.1 BCS协议
• 3.2 MS协议
• 3.3 Lazy-indexing协议
• 3.4 Lazy-BSC-Aftorsend协议
• 3.5 BQF协议
• 3.6 HMNR协议
• 3.7 小结
• 第4章 基于索引的准同步检查点的重新计时策略
• 4.1 重新计时策略
• 4.2 模拟实验
• 4.2.1 实验环境
• 4.2.2 实验1
• 4.2.3 实验2
• 4.3 小结
• 第5章 基于索引的主动同步协议
• 5.1 主动同步协议
• 5.2 模拟实验
• 5.2.1 实验1
• 5.2.2 实验2
• 5.3 小结
• 第6章 基于索引的准同步检查点协议的比较
• 6.1 Normal-indexing协议的比较
• 6.2 Lazy-indexing的比较
• 6.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间发表的论文和参加的项目