舰载分布式构件系统的容错技术研究

论文摘要

舰载作战指挥系统是舰载作战系统的核心部分,是一种典型的分布式实时嵌入式应用系统。它面临着基础计算平台复杂、系统功能多样和用户需求多变等问题。随着作战需求的变化,舰载作战指挥系统的软件规模不断增大,系统的可移植、软件重用性以及可集成能力变得越来越重要,传统结构化软件开发方法很难适应新一代舰载作战指挥系统的研制模式,采用基于构件的软件开发（Component-Based Software Development,CBSD）方法是解决上述问题的有效途径。在构件开发过程中加入冗余、容错功能是保证系统可靠性的方法之一。传统的构件冗余、容错方法是构件开发者根据所需的冗余、容错控制方案编写专用的容错管理代码,使得构件开发的工作量加大,构件复用度变小。为解决上述问题,开展适合构件系统的容错技术研究是很有意义的。本文所做工作是“十一五”国防预先研究课题“海战场综合电子信息系统服务集成技术研究”的组成部分,主要研究舰载分布式构件系统的容错技术和实现,结合课题的具体研制要求,设计和实现舰载分布式构件系统容错模块。本文主要完成了以下工作:（1）结合课题的研究内容和背景,分析了容错技术的国内外研究现状和发展趋势,对基于构件的舰载指挥系统及其系统特点进行了讨论。（2）对舰载分布式构件系统容错模块进行了整体设计,完成了各个子模块的实现。容错模块在设计实现过程中充分考虑了舰载计算环境对实时性和可靠性的需求,在保证可靠性的同时兼顾了舰载计算环境对可用性的要求。（3）给出了一种适合分布式构件系统的基于检查点的后向恢复机制,该机制针对系统应用环境,简化了失效检测和错误诊断子模块,从系统中分离出存储子模块,减小了系统运行开销,适用于系统资源有限的嵌入式平台。（4）给出了分布式构件系统容错模块实验效果,并对该模块的基本功能、错误恢复时间和检查点信息存储时间进行了测试。结果表明,分布式构件系统容错模块具有较好的错误恢复时间和检查点保存速度。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 图表目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 容错技术发展现状
• 1.2.2 构件化系统中的容错技术
• 1.3 论文主要工作
• 1.4 论文结构
• 第2章 分布式构件系统容错技术概述
• 2.1 分布式构件系统
• 2.1.1 构件的定义和特性
• 2.1.2 Enterprise JavaBeans
• 2.1.3 CORBA 和CORBA Component Model
• 2.1.4 COM/DCOM
• 2.2 容错技术
• 2.2.1 冗余
• 2.2.2 软件容错
• 2.3 小结
• 第3章 分布式构件系统容错模块设计
• 3.1 分布式构件系统平台架构
• 3.1.1 凌久构件平台（LinJiu Component Platform，LJCP）
• 3.1.2 基于LJCP 的软件构件模型
• 3.1.3 服务构件接口模型
• 3.1.4 界面插件接口模型
• 3.1.5 构件生命周期管理
• 3.2 容错模块总体设计
• 3.2.1 设计思想
• 3.2.2 模块组成
• 3.2.3 接口设计
• 3.3 小结
• 第4章 分布式构件系统容错模块实现
• 4.1 系统运行状态检测子模块
• 4.1.1 系统运行状态检测子模块设计
• 4.1.2 失效检测基本原理
• 4.1.3 失效检测算法的QoS（Quality of Service）
• 4.1.4 失效检测方法
• 4.1.5 全局运行状态信息同步
• 4.1.6 数据结构
• 4.2 错误诊断子模块
• 4.2.1 错误诊断子模块设计
• 4.2.2 数据结构
• 4.3 错误恢复子模块
• 4.3.1 错误恢复子模块设计
• 4.3.2 错误恢复QoS
• 4.3.3 数据结构
• 4.4 信息存储子模块
• 4.4.1 信息存储子模块设计
• 4.4.2 数据结构
• 4.5 小结
• 第5章 软件测试结果
• 5.1 环境配置及工具
• 5.2 测试结果
• 5.2.1 功能测试
• 5.2.2 性能测试
• 5.3 小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 详细摘要