一种面向事务处理的容错计算机仲裁技术研究与实现

摘要

在银行等面向事务处理的行业中，计算机系统的可靠性非常重要，系统的延误和失效可能会造成不可估量的损失。因此此类行业一般都采用容错计算机。传统的容错计算机仲裁机制是通过心跳检测来实现的，这种单一的检测机制在系统发生故障时不能有效地定位故障机，无法满足高可靠的应用需求。因此，通过研究容错计算机的仲裁机制来提高系统可靠性已成为重要的研究课题。
　　针对传统容错计算机仲裁成功率较低的问题，本文提出了一种仲裁机制，基于仲裁处理器设计了仲裁系统和仲裁算法。仲裁处理器使用三模冗余系统，采用芯片级的容错设计技术，具有很高的可靠性。仲裁算法采用分级方式，可以有效减少仲裁开销。当系统发生故障时能快速地定位故障机，实现故障隔离、服务切换、重启故障机等操作，使其能够不间断的对外提供服务。解决了传统容错计算机仲裁机制故障覆盖率和故障诊断成功率低的问题，提高了系统的可用性。
　　传统容错计算机的故障检测方法采用层次故障检测方法，这类方法可以降低检测负载，提高系统可扩展性，但是其过分依赖单个 Leader节点(系统中的管理节点)，容易形成单点故障，使 Leader节点成为系统可用性的瓶颈。因此，本文提出了一种基于仲裁的双 Leader节点容错系统设计方案，有效地解决了单点故障问题。同时使用了自检测和心跳检测相结合的故障检测机制，提高了故障覆盖率和检测成功率。
　　最后通过建立模型分析了仲裁处理器的可用性，并在此基础上对容错计算机系统的可用性进行了分析。通过分析可以发现该容错计算机系统具有很高的可用性。

目录

一种面向事务处理的容错计算机 仲裁技术研究与实现

RESEARCH AND IMPLEMENTATION OF ARBITRATION TECHNOLOGY OF A TRANSACTION ORIENTED FAULT-TOLERANT COMPUTER

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 计算机容错技术

1.3 集群系统

1.4 论文内容与结构

第2章 容错计算机仲裁技术研究

2.1 引言

2.2 故障模型

2.3 容错计算机仲裁技术

2.4 双机容错系统

2.5 本章小结

第3章 容错计算机仲裁系统设计

3.1 引言

3.2 容错计算机系统总体概述

3.3 仲裁系统软件设计

3.4 本章小结

第4章 容错计算机仲裁系统实现

4.1 引言

4.2 仲裁系统软件实现

4.3 仲裁过程时间分析

4.4 本章小结

第5章 系统可用性分析

5.1 引言

5.2 仲裁子系统可用性分析

5.3 基于仲裁的双Leader节点可用性分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

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致谢