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分布式系统容错中间件的研究与实现

作　者: 裘方敏
导　师: 费洪晓
学　校: 中南大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 容错中间件 CORBA PPF 半主动复制 失效检测
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 155次
引　用: 1次
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内容摘要


容错中间件将容错逻辑和应用逻辑分离，在中间件层为分布式系统提供容错支持。目前国内外在容错中间件技术研究中所采用的容错模型，如集成模型、拦截模型和服务模型等均存在各自的缺点。论文深入研究了现有容错技术和容错中间件，基于CORBA的可插拔协议框架PPF，提出了改进的可插拔容错中间件框架PFTM。论文首先分析了容错CORBA规范和CORBA的可插拔协议框架PPF，在研究比较各容错模型的可移植性、互操作性和性能等各方面的特征后，提出了改进的容错中间件框架PFTM。其次，根据容错中间件功能，设计了PFTM中服务器端和客户端的容错插件的结构及其各组件的功能。融合主动复制和被动复制实现对象冗余容错的特点，论文提出了半主动复制，克服了主动复制中大量重复消息造成的网络开销问题和被动复制失效恢复时间长的问题，并对主动复制存在的流控制问题提出了解决方案。然后，阐述了PFTM中关键的容错机制的实现，包括复制管理、失效检测、日志和恢复管理等。最后，对原型系统进行了测试并分析其性能。论文提出的可插拔容错中间件PFTM克服了集成模型可移植性和服务模型性能的不足，解决了拦截模型和服务模型维护副本的一致状态困难的问题。结合服务模型和拦截模型，利用PPF把容错机制集成到ORB中，实现了强副本一致。基于PFTM的容错应用的开发，无需修改ORB，只需对应用做极少的修改，就可为应用提供透明容错，并在支持PPF的各ORB间提供了互操作。由于该容错中间件可以采用半主动复制实现容错，其容错性能接近主动复制，优于被动复制。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-16
  1.1 研究背景  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-14
    1.2.1 分布对象中间件  9-10
    1.2.2 容错中间件  10-14
  1.3 本文的工作  14-15
  1.4 论文结构  15-16
第二章 容错中间件PFTM框架  16-28
  2.1 分布式系统容错  16-19
    2.1.1 分布式系统失效  16-17
    2.1.2 复制服务器中的客户调用  17-18
    2.1.3 广播通信  18-19
  2.2 容错中间件  19-21
    2.2.1 容错CORBA  19-21
    2.2.2 容错中间件  21
  2.3 容错中间件PFTM框架设计  21-27
    2.3.1 容错中间件模型分析  22-23
    2.3.2 容错模型比较  23-24
    2.3.3 CORBA及PPF框架  24-25
    2.3.4 改进的容错中间件PFTM  25-27
  2.4 本章小结  27-28
第三章 PFTM容错协议插件设计  28-38
  3.1 容错协议插件  28-33
    3.1.1 服务器容错协议插件  28-29
    3.1.2 服务器容错插件各组件功能  29-32
    3.1.3 客户容错插件  32-33
  3.2 半主动复制和性能优势  33-36
    3.2.1 复制类型及分析  33-35
    3.2.2 半主动复制  35-36
  3.3 主动复制的流控制  36-37
  3.4 本章小结  37-38
第四章 PFTM容错机制的实现  38-53
  4.1 复制管理  38-43
    4.1.1 对象组生命周期管理  38-39
    4.1.2 容错属性管理  39-40
    4.1.3 强副本一致  40-41
    4.1.4 可靠全序多播  41-42
    4.1.5 重复检测和抑制实现  42-43
  4.2 失效检测  43-46
    4.2.1 CORBA的事件通告服务  44-45
    4.2.2 PFTM中失效检测  45-46
  4.3 日志和恢复管理  46-52
    4.3.1 日志机制  46-48
    4.3.2 不同复制类型的对象恢复  48-49
    4.3.3 一致状态  49-50
    4.3.4 状态传输  50-52
  4.4 本章小结  52-53
第五章 PFTM原型系统的实现和测试  53-59
  5.1 PFTM系统原型实现  53-54
  5.2 PFTM系统性能测试  54-57
    5.2.1 测试用例  54-55
    5.2.2 消息往返延时的测试  55-56
    5.2.3 失效恢复的测试  56-57
  5.3 PFTM原型系统分析  57-58
  5.4 本章小结  58-59
第六章 总结和展望  59-61
  6.1 论文总结  59-60
  6.2 下一步研究方向  60-61
参考文献  61-67
致谢  67-68
攻读学位期间主要的研究成果  68

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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