移动计算环境下检查点存储策略的研究

摘要

与传统的分布式计算相比，移动计算系统具有一些固有特性，如移动主机存储空间小、能量低，无线网络带宽低以及无线连接易受干扰等。移动计算系统因为这些固有特性容易出现故障，如果没有针对移动计算故障的有效处理机制，将影响到移动计算系统正常运行。容错技术是保障移动计算系统正常运行的有效手段，而检查点技术又是一种常用的容错技术。在检查点技术的应用中涉及检查点数据的存储问题，检查点存储策略是否合理直接影响着移动计算系统的性能。
　　 本文将移动主机进程完成一个标准计算任务的平均时间作为衡量移动计算系统性能的指标，时间越少则表示系统的性能越好。经过分析，移动主机完成一个计算任务平均时间随着平均额外时间开销的增大而增大。系统往往在移动主机握手迁移时对检查点数据的存储位置进行调整。目前主要有三种检查点存储策略包括Eager策略、Lazy策略以及Trickle策略，但是它们在迁移检查点时带有盲目性，在移动主机进程完成一个标准计算任务过程中引入了较大的平均额外时间开销。
　　 本文分析比较了几种传统检查点存储策略的优点与缺点，本着继承各策略优点，同时摒弃各策略缺点的思路，提出了基于移动主机进程故障概率检查点存储策略。该策略将移动主机进程运行状态的稳定性作为是否进行检查点迁移的依据，避免了检查点迁移的盲目性，能够保证在所有的移动主机进程故障概率下都能引入较小的平均额外时间开销，从而降低移动主机进程完成一个标准计算任务的平均时间。本文给出了移动主机进程故障概率模型，用以计算移动主机发生握手迁移时，移动主机进程在下一个区域发生故障的概率，从而判定移动主机进程运行状态的稳定性。
　　 最后，本文对各策略进行了理论上的比较分析，并通过实验验证了分析结果。结果显示基于移动主机进程故障概率检查点存储策略能够使移动主机进程以更小的平均时间完成一个标准计算任务，从而提升了移动计算系统的性能。