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全IP架构复合移动通信系统的容错机制设计

作 者: 刘志丹
导 师: 彭建华
学 校: 解放军信息工程大学
专 业: 通信与信息系统
关键词: 容错 双机热备份 全IP 回卷恢复 可靠性
分类号: TN929.5
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 17次
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内容摘要


容错技术是保证系统运行高可靠性和高可用性的关键技术,如何根据系统的特点合理设计容错机制以提高CMT系统整体可靠性是本文研究的重点。本文依托省级产业化重点项目“复合移动通信CMT系统”,针对全IP环境下系统整体高可靠性需求,设计并实现了全IP环境下CMT系统的容错机制。本文的主要研究内容如下:1)针对采用IP互联的CMT系统运行中故障检测的及时性及如何保持资源一致性等问题,提出一种改进的双机热备份动态容错机制,完善了双机热备份软件容错框架,实现优化。2)针对CMT系统分布式环境下故障多样化的特点,设计了CMT系统层次化故障管理机制,将单节点容错与节点间容错相结合,对各个设备模块采用处理机自检测和主备用互检测混合的方法,对系统级故障管理提出一种环形动态检测算法,具有动态自包容性优点。3)针对分布式多处理机故障倒换时系统开销较大的问题,提出优化方案。采用回卷恢复软件容错技术,以一定的时间为代价,尽量避免分布式多处理机倒换消息风暴问题。4)对容错设计方案的可行性进行了测试分析。通过模拟故障注入的方法测试系统的稳态可用度,分析系统容错性能的可靠性。本解决方案已经成功应用于实际CMT系统,取得了良好的效果。

全文目录


表目录  7-8
图目录  8-9
摘要  9-10
ABSTRACT  10-11
第一章 引言  11-16
  1.1 研究背景  11-13
    1.1.1 课题背景介绍  11-12
    1.1.2 容错技术的研究发展  12-13
  1.2 研究目的与意义  13-14
  1.3 研究内容  14-15
  1.4 论文整体框架  15-16
第二章 CMT 系统中的容错解决方案  16-27
  2.1 计算机系统的容错技术及应用  16-21
    2.1.1 硬件容错技术  16-18
    2.1.2 软件容错技术  18-20
    2.1.3 系统整体容错技术  20-21
  2.2 CMT 系统的容错基础研究  21-24
    2.2.1 CMT 系统的组成与结构  21-22
    2.2.2 容错需求分析  22-23
    2.2.3 设备管理表的应用  23-24
  2.3 CMT 系统的容错机制设计  24-26
    2.3.1 容错设计方案  24-25
    2.3.2 双机热备份容错机制  25-26
  2.4 本章小结  26-27
第三章 双机热备份动态容错研究  27-41
  3.1 软件体系结构的建立  27-28
  3.2 初始化模块容错设计  28-30
    3.2.1 上电自检测  28-29
    3.2.2 双机主备模式协商问题研究  29-30
  3.3 心跳模块设计  30-32
    3.3.1 软件结构  30-31
    3.3.2 心跳报文协议传输方式  31-32
  3.4 故障检测模块设计  32-35
    3.4.1 故障检测与诊断的基本方法  32
    3.4.2 双机互检测算法思想  32-34
    3.4.3 算法参数设置  34-35
  3.5 主备切换机制设计  35-36
  3.6 状态同步模块设计  36-40
    3.6.1 实时同步算法  36-37
    3.6.2 功能模块设计  37-38
    3.6.3 倒换后续操作  38-40
  3.7 本章小结  40-41
第四章 分布式环境下分层次的软件容错管理  41-53
  4.1 分层次的容错管理策略  41-42
    4.1.1 故障模型  41-42
    4.1.2 设计思想  42
  4.2 基于分层次的故障检测  42-46
    4.2.1 处理机级故障检测方法  42-44
    4.2.2 设备级故障管理方法  44
    4.2.3 系统级故障检测方法  44-46
  4.3 自适应的卷回容错恢复算法  46-51
    4.3.1 需求分析  46-47
    4.3.2 自适应的卷回容错恢复策略  47-49
    4.3.3 检查点间隔动态优化算法  49-50
    4.3.4 性能分析  50-51
  4.4 故障报告和重配置服务  51-52
    4.4.1 故障报告  51-52
    4.4.2 重配置服务  52
  4.5 本章小结  52-53
第五章 性能测试与可靠性分析  53-60
  5.1 测试平台构建  53-54
  5.2 系统容错设计可靠性分析  54-58
    5.2.1 模块处理机封锁/解封  54-57
    5.2.2 模块封锁/解封  57-58
  5.3 本章小结  58-60
第六章 结束语  60-62
参考文献  62-65
作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作  65-66
致谢  66

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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