高可用性集群中多个节点的心跳模型研究

提出了一种应用于多个节点集群失效检测的心跳模型。该模型包括信任度模型、投票模型和邻居链模型3个子模型。测试表明,利用这3个子模型设计实现的心跳系统能迅速、准确地定位小规模集群中失效的节点,从而能为接下来的热切换等动作做好准备。     

基于多核PC集群的并行绘制系统研究与实现

为满足大规模虚拟现实应用在渲染速度和显示分辨率等方面的要求,采用基于多核平台的PC集群系统,构建了高性价比的分布式图形渲染系统。系统充分结合多核PC集群中节点内部的并行和节点间的并行,通过对视景体的缩放和投影中心的移动实现了灵活的分屏,集群节点内部从渲染流水线、循环迭代、函数级三个层次进行了多核并行优化,有效地提高了并行绘制系统的效率。实验结果表明：多核平台与并行绘制系统结合,以多线程的方式有效地提高了应用程序性能。     

集群渲染管理软件的构建技术与框架设计

分析当前各种渲染管理软件,归纳出系统的软硬件架构、工作流程以及所需的关键技术,包括渲染节点管理、渲染任务的划分、文件系统、可靠性问题以及多种渲染引擎命令接口等。给出一种由管理节点软件、渲染节点软件和客户端任务提交软件等构成的集群渲染管理软件框架设计,该框架能实现提速比为线性的渲染系统,测试结果显示了系统架构的有效性。     

基于流负载均衡的入侵检测系统

网络带宽的飞速发展对入侵检测系统的性能提出了更高的要求,单机的网络入侵检测系统性能已跟不上发展的需要。在分析了现有分布式入侵检测系统的基础上,构建了一个高速网络环境下基于负载分发的入侵检测集群系统结构。该集群系统采用对IP数据包流识别信息进行Hash的方法对负载进行分发,同时引入Agent技术中的通信代理实现各检测节点之间的数据共享和交换,解决了检测集群各节点的协作和信息共享。对集群系统进行的测试说明其实现了多机集群的入侵检测系统。     

集中式集群资源调度框架的可扩展性优化

集中式集群资源管理系统既能够确保全局资源状态的一致性亦拥有多种调度模型,因此被广泛应用于实际系统中.但是,当集中式资源管理器在接收并处理大规模的周期性心跳信息时,由于其采用单一节点来维护全局资源状态,所以资源管理器的负载压力急剧增加,导致调度能力降低,影响了集群系统的可扩展性.针对上述问题,提出一种“没有变化就不更新”的思想,取代集中资源管理的定时更新机制,改善了集中式资源管理系统的可扩展性.首先,通过计算节点引入基于差分的心跳信息处理模型,使得未发生状态变化的节点不必发送心跳消息,从而减少消息发送的规模和次数;其次,针对节点宕机监测过程,提出基于环形监视的节点监控模型,让各个计算节点之间互相监视对方的宕机状态,从而将周期性监测压力转移到计算节点;最后,给出这2种模型在集中式资源管理系统YARN上的实现,并针对改进前后的系统进行实验测试.通过实验验证,当集群达到1万个节点且心跳时间间隔3 s时,改进后YARN系统的心跳信息处理效率以及资源更新效率相比原YARN系统提高40%左右.另外,改进后YARN系统管理集群节点规模相比原YARN系统扩大1.88倍以上.     

基于iSCSI存储集群的设计与实现

为了节约成本,提高系统的可用性,通过研究iSCSI与存储集群的特点,提出将iSCSI应用到存储集群中的方案.分析了心跳检测、故障迁移、数据镜像等技术,在设计心跳检测时,通过增加失效点阀值提高检测的正确性,故障迁移利用ARP欺骗原理来完成,数据镜像则使用同步模式来保障数据的一致性.最后实现了一款高可靠、高可用基于iSCSI的存储集群系统,并对存储系统性能进行了测试.     

多因素自适应心跳检测算法研究

分布式系统中心跳检测是节点故障检测机制的关键技术之一,心跳频率设定的合理性将影响到故障检测的准确性和完整性。针对大数据环境下,分布式系统产生故障受到网络、节点、作业多方面影响,为了提高心跳频率在多方面因素影响下的合理性设定,提出一种多因素心跳检测综合指标评价模型。在该模型下同时考虑网络负载情况和节点CPU工作状态及节点作业的大小对心跳检测过程的影响。在此基础上,提出了基于多因素评价模型的自适应心跳检测算法。该算法可以随网络环境、节点CPU占用率、作业任务大小自适应地改变心跳频率,综合各因素给出心跳频率设定的最优方案。最后通过实验验证了多因素对心跳频率自适应调整的影响。     

温故知新：详解存储集群的优势和应用

目前,存储集群在大型网络应用环境中应用非常广泛,用多个节点来代替一个节点完成任务,毫无疑问是为了提高处理能力。其次,存储集群还可以做到高可用性,即使某个节点发生故障,不能再继续参与计算,那么集群中的其他节点也可以立即接替故障节点正常工作,下面我们来具体了解一下集群方面的知识。     

多节点集群P2P系统研究

分布式结构化对等网络可以提供精确的资源发现,有着良好的可扩展性和自组织能力,成为对等计算研究的重点。但目前结构化对等计算的研究往往专注于如何提高路由效率,忽视了结构化算法存在的其他问题。提出了多节点集群P2P系统模型。系统中多个节点可以有相同的标识符,它们共同形成一个集群。集群中的节点管理相同的资源,从而可以有效避免节点突然失效造成的资源丢失。同时,资源的多个备份相互协作可以提高资源下载速度。本系统还采用自动搜集查询路径上的相关关键字的方法来实现模糊查询功能。模拟实验证明该方法是有效的。     

基于负载增量动态反馈的动漫渲染机制研究

随着计算机软硬件技术的快速发展,近年来动画技术也得到了迅猛发展。文章在分析了集群节点性能值及负载量的计算方法基础上,通过融合了CPU、内存利用率以及I/O通讯速率等相关参数,提出了基于负载增量动态反馈的动漫渲染机制,系统上线后的运营状况表明,该机制结合集群节点的整体性能实现了面向渲染计算的负载均衡调度,提高了动画制作的效率。     

远程渲染分发管理系统的设计与实现

介绍了结合渲染集群系统和网络化管理功能研制的一个数字媒体远程渲染管理系统,该系统可支持远程用户完成渲染任务提交、任务监控和结果回收等功能,通过互联网扩展现有集群渲染系统的服务范围,提高渲染企业的生产力。重点对该系统的构架设计、分发算法设计和系统实现进行了说明,并给出了应用示例。     

一种场景内容分布的交互式渲染系统

近年来,三维虚拟场景的规模和复杂程度不断提高,受到硬件的限制,一些应用 中的超大规模场景(如建筑群,城市等)很难在单机上进行渲染或满足可交互的需求。针对该问 题,提出了一种分布式渲染框架,将大规模场景在内容上进行划分,得到单一节点可渲染的子 场景。这些子场景被分布到集群中不同的渲染节点进行处理,其渲染结果根据深度信息进行合 成得到整个场景的最终渲染结果。为了降低交互响应时间,需对子场景的渲染结果进行压缩传 输。实验充分验证了提出的分布式渲染系统能够高效处理超大规模场景的渲染和交互,并且具 有良好的可扩展性,能够满足很多领域中对大规模场景交互式渲染的需求。     

一种自适应的容灾系统心跳检测算法

随着信息系统在关键应用中的普及,信息系统的容灾能力日益成为人们关注的焦点,而心跳技术是构建容灾系统所必需的关键技术之一。本文研究了一种基于PULL模型的自适应心跳算法。该算法根据节点及网络状况输出一个量化结果,通过该结果与阈值的比较来判断系统的可用性,可用于容灾系统可用性的检测。     

一种集群服务器配置和管理工具

文中设计和实现了一个集群服务器的配置和管理的工具，可以利用它来创建一个单系统映像集群服务器系统，并对集群系统的全局状态信息，后台各个单独节点的状态信息进行监控，对后台节点的运行状态进行控制。     

基于用户数据包协议(UDP)的实时集群节点控制与实现

集群计算机技术是当今高性能并行计算机系统中的一个研究热点。文章基于用户数据包传输协议(UDP),有效地对集群系统互为信任关系各个节点进行实时控制,实现了实时集群的单一系统映像,并采用通用商业化部件构建了实时集群计算机系统,拓展了集群计算机的实时应用领域。     

集群环境下I/O文件传输调度器的设计与实现

近年来研究人员对高性能计算中的并行I/O问题进行了深入研究,然而这些研究主要针对MPP问题,而对集群计算机系统中并行I/O问题的研究不多。因此,对于集群计算中的并行I/O系统进行研究是一个重要的研究课题。对集群计算中的并行I/O传输调度效率进行研究,设计了一个文件传输调度器,可以实现文件传输最快捷,节点资源最大利用,显著提高I/O节点吞吐率和反应时间。经过大量数据的测试和实验证明该调度器的有效性和适用性。     

集群渲染系统及其应用现状研究

论述了集群渲染系统的构成、特点及工作流程,阐述了当前主要的几种集群渲染任务分发管理技术,并分析了各自的优势,介绍了集群渲染系统在国内外的应用现状。     

分布式渲染调度策略优化研究与实现

围绕如何提高分布式渲染任务执行效率这一目标,重点研究了LSF作业管理系统工作原理以及扩展调度插件机制,设计并实现了依据服务节点负载量及处理能力选择候选主机的分布式渲染调度算法（DRS）,并利用LSF调度插件嵌入自定义调度模块,该模块能与系统内置调度模块协同工作。最后构造仿真集群执行环境,通过模型渲染验证了算法的有效性。     

自适应远程渲染集群系统

渲染通过计算将三维几何模型转换成具有真实感的图形,是数字媒体制作的关键环节。该文介绍基于集群系统的并行渲染,将集群管理、高性能计算、图形渲染及远程交互等先进技术有效结合,设计了自适应远程渲染系统。该系统的正确性和有效性已被验证。     

一种面向多投影视频播放的系统架构和集群管理

集群驱动的多投影视频播放系统能够提供大尺寸、高分辨率的显示画面,在展览展示领域得到广泛应用。虽然许多研究讨论了如何构建集群驱动的视频播放系统,但高可靠性却一直被忽略。当硬件或软件发生异常时,已有视频播放系统难以正常工作。基于对集群驱动的视频播放系统可靠性分析,提出一种面向多投影视频播放的系统架构与集群管理。系统由集群驱动,包含一个Master节点和多个Slave节点,节点身份在启动阶段动态确定。系统采用帧同步刷新策略,保证各个节点同步播放相同序列号视频帧。Master节点负责集群自主管理,Master节点能迅速检测到陷入失效状态的和从异常状态中恢复的Slave节点,并进行相应的处理,实现容错性与可恢复性。采用上述技术构建的多投影视频播放系统已成功应用于2010年上海世博会世博会博物馆。