FIPES:一种新的故障注入评测无线传感器网络及其可靠性方法

在无线传感器网络(wireless sensor networks,WSNs)中,可靠性和容错性是评价WSNs性能的重要指标.尽管在实验室和仿真环境中很多WSNs协议均可取得良好的性能,但是在实际部署后,复杂的现场环境常会导致网络出现系统异常、通信中断、数据包丢失、可靠性下降等问题.由于现场环境限制,进行系统调试和故障分析变得非常复杂.提出一种在实验环境中向WSNs网络人为注入模拟现场干扰的故障,并通过观察注入故障后网络的反应以评价网络的可靠性和容错性的系统结构和实现方法.通过分析故障注入(fault injection,FI)后的网络性能,可以有针对性地对网络机制作出改进来提高网络的可靠性和稳定性.在一栋办公楼内分别用WSNs节点和故障注入节点做实验,实验结果表明,FIPES可以向WSNs注人多种故障,并可有效地评估网络的可靠性、丢包率等多种性能指标.     

FISDR:一种新的故障注入无线传感器网络性能评估系统

在无线传感器网络WSN中,可靠性和容错性是评价WSN稳定性的重要指标。在WSN的实际应用中常会发生很多故障(Fault)和干扰,采用故障注入FI技术可以向WSN人为地注入这些故障和干扰,通过观察注入故障后网络的反应来评价网络的可靠性和容错性,从而对网络机制进行改进来提高网络的可靠性和稳定性。本文提出的FISDR是一种采用故障注入的WSN性能评估系统,基于软件故障注入方法,采用一对一的方式通过特殊接口与WSN节点连接,向WSN节点注入故障命令。该系统一是可以有效地向WSN注入各种实际应用时可能遇到的故障和干扰并观察网络运行的状况;二是可以接收包括WSN节点和其它各种设备通过特殊接口发来的数据,并将其存储;三是配有上位机软件对网络拓扑结构进行监控、对传输成功率进行统计并对存储的大量信息进行分析,从而对WSN网络及其可靠性做出评价。本系统在一栋五层办公楼分别用数十个WSN节点和FISDR节点做实验,实验内容包括使用FISDR向WSN注入大规模的故障并统计网络的反应状况,验证FISDR故障注入的效果,从而对FISDR的性能进行测试和分析。实验结果表明,FISDR可以有效地向WSN注入各种故障以评价其可靠性,在测试WSN及其可靠性评价方面有很高的应用价值。