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移动计算环境下故障结点检测方法研究

作　者: 韩波
导　师: 门朝光
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 比较策略 故障检测 移动计算 蜂窝网络
分类号: TP338.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着信息和网络技术的发展,人们提出了随时随地访问信息的要求,移动计算作为分布式计算技术和无线通讯技术结合的产物应运而生。移动计算网络具有带宽窄、通讯易受干扰、结点可移动性大、移动主机经常从网络断开和结点软、硬件资源有限等特点,比传统的分布式计算系统更加脆弱。各种故障引发的计算出错和性能瓶颈成为移动计算技术推广应用的巨大障碍。同时,移动计算技术作为一种新型的分布式计算技术具有传统分布式计算技术所不具备的特点,适用于传统分布式计算系统的故障检测方法不能直接应用在移动计算领域中。本文研究了传统分布式计算环境下基于比较的故障检测技术,比较了现有的移动计算环境下多种故障结点检测方案,结合移动计算网络的特点,对移动计算环境下基于比较的故障检测技术需解决的关键问题进行了分析,最终提出了一种移动计算环境下基于互测比较的故障结点检测算法。该算法针对建立在蜂窝网络上的移动计算环境具有中心结点并且移动支持站可靠性高的特点,对通用比较模型进行了改进和扩充。为适应特定的网络结构,算法采用互测比较的方式来构建全局的故障检测图,并且算法划分为故障检测和故障诊断两个阶段。在故障检测阶段运用互测比较的方法使小区中的移动结点和移动支持站进行交互测试,充分利用“测试对”中非故障的移动结点的比较结果来提高测试数据的可靠性,避免了由于移动支持站故障而使测试数据全部失效的情况发生。在故障诊断阶段将概率分析的方法融入到通用比较模型,对检测阶段获得的测试比较结果进行评估,根据评估将系统划分为四种状态,并运用四种不同的处理策略来诊断故障结点集。之后对算法进行了扩充,提出了相关策略,使其能够适应动态变化的网络拓扑结构。最后,本文对算法的性能和可诊断性分别从理论分析和仿真实验的角度进行了验证。结果表明该算法能够满足蜂窝网络下移动计算环境的故障结点检测要求,并且具有较高的可诊断性和较低的通信、时间开销。

全文目录


摘要  5-6Abstract  6-10第1章 绪论  10-16  1.1 课题研究的背景和意义  10-11  1.2 国内外研究现状  11-13  1.3 论文研究内容与组织结构  13-16    1.3.1 论文的研究内容  13    1.3.2 论文的组织结构  13-16第2章 基于比较的故障检测技术与相关理论介绍  16-28  2.1 故障模型  16-17    2.1.1 分布式系统故障模型的定义  16-17    2.1.2 故障模型分类  17  2.2 有线网络下基于比较的分布式故障检测模型  17-22    2.2.1 PMC模型  18-20    2.2.2 通用比较模型  20-22  2.3 移动计算环境下基于比较的故障检测算法  22-27    2.3.1 Ad Hoc网络下基于比较的故障检测算法  22-24    2.3.2 无线传感器网络下基于比较的故障检测算法  24-25    2.3.3 移动计算环境下基于比较的故障检测算法的研究缺陷  25-27  2.4 本章小结  27-28第3章 蜂窝网络下基于互测比较的故障结点检测算法  28-41  3.1 移动计算模型与算法假设条件  28  3.2 算法设计与实现  28-36    3.2.1 算法框架设计  28-32    3.2.2 算法详细设计与实现  32-36  3.3 算法正确性分析  36-38    3.3.1 算法正确性的前提条件  36    3.3.2 不同情况下算法正确性分析  36-38  3.4 算法性能分析  38-40    3.4.1 算法的可诊断性  38    3.4.2 算法的时间开销  38-40    3.4.3 算法的移动通信开销  40  3.5 本章小结  40-41第4章 针对网络拓扑结构动态变化的算法改进策略  41-49  4.2 蜂窝网络中移动结点的迁移过程  41-43    4.2.1 结点迁出对算法性能的影响  42-43    4.2.2 结点迁入对算法性能的影响  43  4.3 算法的改进策略  43-45    4.3.1 针对结点迁出的改进策略  43-45    4.3.2 针对结点迁入的改进策略  45  4.4 改进之后的算法过程  45-46  4.5 改进后的算法性能分析  46-48    4.5.1 算法的可诊断性  46    4.5.2 算法的时间开销  46-47    4.5.3 算法的通信开销  47-48  4.6 本章小结  48-49第5章 仿真实验与性能分析  49-56  5.1 仿真工具介绍  49  5.2 实验环境设置  49-51    5.2.1 仿真条件及参数介绍  49-50    5.2.2 GloMoSim配置  50-51  5.3 实验结果与分析  51-55    5.3.1 静态网络拓扑条件下算法仿真与分析  51-53    5.3.2 动态网络拓扑条件下算法仿真与分析  53-55  5.4 本章小结  55-56结论  56-57参考文献  57-61攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  61-62致谢  62

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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 > 电子数字计算机（不连续作用电子计算机） > 各种电子数字计算机 > 分布式计算机
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