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面向自恢复的微重启技术研究

作　者: 周晓耕
导　师: 王慧强
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 微重启 自恢复 异常捕获 自动化处理 分级重启
分类号: TP306
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着任务关键系统的异构性、复杂性和使用环境的不断恶化,其安全性和可用性日益降低。常用的保证系统安全性和可用性的方法是提高系统的平均无故障时间。然而随着任务关键系统规模的不断扩大和结构的日益复杂,一味地提高系统的平均无故障时间越发困难。因此现在学术界更关注如何降低系统故障的平均恢复时间。微重启正是基于匕述理念所提出的一种快速的系统恢复技术,它即可通过重启系统使其无歧义地返回到最好的状态,又可有效避免系统因整体重启而造成的数据丢失、进程中断和冗长的恢复时间,通过快速地解决局部故障以避免整体宕机,极大地提高了系统的可用性。现有对微重启技术的研究不是很多,且主要集中在对微重启约束条件等理论问题的探讨上,对具体微重启方法的研究很少。因此本文针对面向自恢复的微重启技术,特别是微重启方法,开展了一系列研究,主要包括如下几个方面：首先,深入分析了微重启技术的概念、基本原理和实施策略,并提出了适毁性软件的设计思想,总结了满足适毁性的应用系统特性；其次,提出了一种基于异常捕获机制的细粒度微重启方法,介绍了方法的原理、工作流程、关键技术和实现过程,通过实验验证了方法的有效性。方法实现了软件系统的递归重启,使系统比应用现存微重启方法具有更高的自恢复性能；接着,深入研究了微重启实施的自动化技术,提出了一种面向Java语言的微重启实施自动化方法,介绍了方法的原理、流程和实现,利用自动处理软件验证了方法的有效性。方法提高了对Java系统实施微重启处理的效率,保证了Java系统的安全性和可用性；最后,在已有研究的基础上,研究了Web系统的自恢复技术,提出了一种基于分级重启的Web系统自恢复方法,给出了可自恢复系统的结构,介绍了分级重启的流程和实现,并通过实验验证了方法的有效性。方法赋予了Web系统自恢复的能力,保证了Web系统的安全性和可用性。

全文目录


摘要  5-6Abstract  6-10第1章 绪论  10-16  1.1 研究背景  10-11  1.2 国内外研究现状  11-14    1.2.1 国外研究现状  11-13    1.2.2 国内研究现状  13-14  1.3 论文研究内容及组织结构  14-16第2章 微重启技术  16-25  2.1 微重启概述  16-17  2.2 技术分析  17-20    2.2.1 故障检测  17-18    2.2.2 递归恢复图  18    2.2.3 递归恢复过程  18-19    2.2.4 重启树和重启群  19-20  2.3 重启相关性  20-23    2.3.1 组件的耦合性  20    2.3.2 重启相关性  20-23  2.4 适毁性软件设计  23-24  2.5 本章小结  24-25第3章 基于异常捕获机制的微重启技术  25-38  3.1 问题的提出  25  3.2 基于异常捕获机制的细粒度微重启方法  25-29    3.2.1 方法的原理  25-26    3.2.2 方法的形式化表示  26-27    3.2.3 方法的工作流程  27-29  3.3 关键技术  29-31    3.3.1 故障检测  29    3.3.2 重启树及递归恢复流程  29-30    3.3.3 一致性问题  30-31  3.4 方法的实现  31-33  3.5 验证实验及结果分析  33-37    3.5.1 目标系统及实验环境介绍  33-34    3.5.2 实验方案  34-35    3.5.3 实验过程  35-36    3.5.4 实验结果分析  36-37  3.6 本章小结  37-38第4章 面向Java语言的微重启实施自动化方法  38-52  4.1 问题的提出  38-39  4.2 面向Java语言的微重启实施自动化方法  39-41    4.2.1 方法原理概述  39    4.2.2 方法工作流程  39-41  4.3 关键技术  41-45    4.3.1 Java字节码文件解析与修改技术  42-43    4.3.2 异常方法的识别  43-45  4.4 自动化软件的设计与实现  45-47    4.4.1 软件功能概述  45    4.4.2 软件体系结构  45-46    4.4.3 软件内部结构  46    4.4.4 软件的实现  46-47  4.5 实验与分析  47-51    4.5.1 目标系统介绍  48    4.5.2 实验方案  48    4.5.3 实验过程  48-51    4.5.4 实验结果分析  51  4.6 本章小结  51-52第5章 基于分级重启的Web系统自恢复技术  52-70  5.1 问题的提出  52  5.2 基于分级重启的可自恢复Web系统体系结构  52-56    5.2.1 请求处理器  54    5.2.2 插拔控制器  54-55    5.2.3 可自愈组件  55    5.2.4 备份组件  55-56    5.2.5 异常分析和决策器  56  5.3 基于分级重启的自恢复流程  56-60  5.4 技术实现  60-63    5.4.1 重启处理器的实现  60-61    5.4.2 插拔控制器的实现  61-62    5.4.3 可自愈组件的实现  62-63    5.4.4 异常分析和决策器的实现  63  5.5 验证实验及结果分析  63-69    5.5.1 目标系统级实验环境介绍  64-65    5.5.2 实验方案  65    5.5.3 实验过程  65-68    5.5.4 实验结果分析  68-69  5.6 本章小结  69-70结论  70-72参考文献  72-75攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  75-76致谢  76

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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 > 一般性问题 > 调整、测试、校验
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