VTS双机热备系统的可靠性研究与应用

摘要

随着我国海上交通、船舶运输等行业的迅速发展，海事局VTS系统(VesselTraffic Services)得到了广泛的应用，从而也对VTS系统服务器的可靠性提出了越来越高的要求，使之成为了研究热点。本文的重点就是通过对VTS双机热备系统建模分析，提出了改进系统检测率的相关方法，实现了具有较高可靠性的VTS系统服务器平台。 本文以海事局VTS项目为背景，首先在研究双机热备系统相关理论和关键技术的基础上，对VTS双机热备系统进行了分析设计。本文采用主从式的工作模式，根据VTS系统的特点将每台服务器的结构层次分为操作系统层、双机管理层、应用服务层；并设计和阐述了VTS双机热备系统的工作流程及其双机软件的模块功能。其次用基于Markov链的马尔柯夫预测法对双机热备系统的可靠性进行研究。在分析和预测双机热备系统工作状态的基础上，建立了相应的系统数学模型，并对模型的微分方程求解，通过MATLAB分析可靠度数据和曲线，来说明相关参数对系统可靠性的影响，然后分析了影响VTS双机热备系统可靠性的因素，通过加入监控应用进程状态的功能和增加一条心跳链路来改善双机热备系统的检测率。最后针对VTS系统，阐述了双机热备系统的具体部署和实现，给出了相关配置文件和脚本，并采用故障注入法对系统进行功能测试。通过改进前后可靠度的比较，验证了系统可靠性的提高。 本文研究实现的双机热备系统已经成功的在秦皇岛、重庆等海事局的VTS系统中得到应用。目前，该双机热备系统性能稳定，用户反应良好，保障了VTS系统持续运行的同时，满足了其服务器的可靠性要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景

1.1.1 VTS项目简介

1.1.2VTS系统服务器情况

1.2研究目的

1.3研究现状

1.3.1双机热备现状

1.3.2可靠性的研究现状

1.4论文组织结构

第2章双机热备的相关理论与技术

2.1双机热备概述

2.1.1 HA简介

2.1.2 RAID

2.2作用及实现方式

2.3双机热备关键技术

2.3.1故障诊断

2.3.2检查点机制

2.3.3证实策略

2.3.4任务接管

第3章VTS双机热备系统的分析设计

3.1 VTS双机热备系统的设计原则

3.2 VTS双机热备系统的工作模式

3.3 VTS双机热备系统的层次结构设计

3.3.1操作系统层

3.3.2双机管理层

3.3.3应用服务层

3.4 VTS双机热备系统的工作流程设计

3.4.1启动流程

3.4.2加载流程

3.4.3心跳流程

3.4.4切换流程

3.5VTS双机热备系统功能模块分析

第4章VTS双机热备系统的可靠性

4.1可靠性相关理论

4.2可靠性分析模型的选取

4.3 Markov模型建模思想

4.4 VTS双机热备系统数学模型

4.4.1系统的Markov过程

4.4.2模型方程建立与求解

4.5模型系统可靠性的分析

4.5.1 MATLAB解析数学模型

4.5.2相关参数的讨论与分析

4.5.3影响系统可靠性的因素

4.6 VTS双机热备系统的改进

4.6.1应用程序检测的改进

4.6.2心跳检测的改进

第5章VTS双机热备系统的应用

5.1 VTS双机热备系统配置

5.1.1硬件配置

5.1.2软件配置

5.2 VTS双机热备系统的部署实现

5.2.1操作系统层

5.2.2应用系统层

5.2.3双机管理层

5.3 VTS双机热备系统的测试

5.4改进前后可靠性的比较

第6章总结与展望

6.1工作总结

6.2下一步工作

参考文献

致谢

研究生履历