高端容错计算机系统监测平台的设计与实现

摘要

计算机系统已经广泛应用于各个领域，用户在使用计算机系统提供的强大服务的同时也非常关心系统本身的运行状况，确定系统是否存在潜在的问题。计算机系统监测正是完成这一任务。如今，计算机系统监测已发展成一个重要的研究方向。高端容错计算机硬件结构复杂，运行的操作系统庞大，提供的服务众多，无论在对其评估和测量还是日常维护过程中，系统监测都是必不可少的。
　　本文面向高端容错计算机设计和实现了系统监测平台。采用远程监控架构，用软件监控方法进行带内监测，又利用计算机的监控硬件实施带外监测，实现对高端容错计算机系统全方位、多层级监测的目标。首先本文研究和分析了国内外现有的计算机系统监测方法和工具，针对高端容错计算机体系结构和操作系统的特点设计监测平台的功能、监测指标和总体研究方案。根据监测指标的层次，设计了三个监测工具，分别实现对高端容错计算机应用层、系统内核层和硬件部件层的监测。性能监测工具基于内核数据结构获取系统性能数据，实现对系统CPU、内存、网络、磁盘、系统进程等关键应用性能的监测。内核探测工具基于内核调试技术实现动态探测系统内核行为，能够探测CPU寄存器和全局数据结构中的数值，也能探测指定进程的内核栈内容，分析内核执行路径和调度信息。硬件部件监测工具利用智能平台管理接口（IPMI）监测高端容错计算机底层硬件，能够实时监测硬件部件状态。硬件部件监测工具即使在操作系统关机或发生故障无法提供服务时仍然可以实施监测，是一种带外监控方式。
　　最后本文通过实验验证了系统监测平台的有效性，各个监测工具实现了设计方案中指定的监测指标。系统监测平台在高端容错计算机评测过程中发挥了较重要作用，能够验证负载模拟和故障注入结果的有效性，同时也为容错性和可用性评测提供数据支持。

目录

高端容错计算机系统监测平台设计与实现

DESIGN AND IMPLEMENTATION OF MONITORING SYSTEM FOR HIGH-PERFORMANCE FAULT-TOLERANT COMPUTER

摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

1.4 本文组织结构

第2章 系统监测平台研究与设计

2.1 高端容错计算机系统简介

2.2 系统监测平台功能设计及监测指标

2.3 系统监测平台设计方案

2.4 本章小结

第3章 系统监测平台详细设计与实现

3.1 性能监测工具设计与实现

3.2 内核探测工具设计与实现

3.3 硬件部件监测工具设计与实现

3.4 本章小结

第4章 实验及结果分析

4.1 性能监测工具监测实验

4.2 内核探测工具监测实验

4.3 硬件部件监测工具监测实验

4.4 本章小结

结 论

参考文献

哈尔滨工业大学学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢