如何提高计算机系统的可用性

本文主要介绍了计算机系统获得高可用性的三种方法。并对其使用条件做出了简单的比较。     

容错网络服务器系统可用性

通过分析服务器群集系统的结构和工作原理,采用随机Petri网分别建立基本处理单元的软硬件可用性模型、共享数据磁盘可用性模型和服务器可用性模型。综合各个模型,得到服务器集群系统的可用性模型,通过仿真分析可知,采用集群技术可以有效提高服务器的可靠性。     

一种超算系统的强度可用性建模与评估

可用性评估越来越注重用户的感知,强度可用性就是这样一种能反映用户所感知的系统计算能力的可用性评估指标。然而超算系统所面对的用户有很多,他们在不同层次上与系统交互,因此所感知的强度可用性各不相同,但相互之间存在关联。若分别为他们建模求解,既会造成很多重复性工作,也会延长评估的过程。提出一种名为UHAM（User-oriented Hierarchical AvailabilityModeling）的、基于层次化建模的强度可用性评估方法,实现了一次建模与求解能满足多个评估需求的目的。UHAM方法独立于系统的具体结构,因而具有普适性。     

基于SANs模型的一种并行I/O系统的可用性评估

并行I/O系统是高性能计算机系统的一个重要组成部分,其可用性水平对整机系统性能的发挥具有重要作用。采用SANs(Stochastic Activity Networks,随机行为网)模型及其支持工具Mobius,对一种大规模并行I/O系统建立可用性评估模型,并采用模拟方法进行解析。模拟结果反映了全局文件系统数量、单一文件系统内最小可用OST(Object Storage Target,对象存储目标)数量和系统维修时间等参数的变化对全系统可用度的影响,对于大规模并行I/O系统的设计与维护具有积极的参考价值。     

基于SCPN的柔性工作流可用性建模及分析

提出一种基于随机有色Petri网SCPN(Stochastic Colored Petri Net)的柔性工作流可用性分析方法。在探讨SCPN形式化定义的基础上,分别建立基本单元异常处理的SCPN模型和典型结构的异常处理的SCPN模型,有效地描述面向异常处理的柔性工作流系统的动态行为特性。最后,以某企业员工培训业务为例,得到系统可用度指标的变化曲线,验证了所提方法的有效性。     

面向用户的普适计算系统可用性度量模型

普适计算模式追求随时随地的计算境界,对相关可用性管理提出了很高的要求。现有研究大多基于定性的角度研究普适计算系统的可用性问题,本文尝试给出定量的可用性度量模型和分析。普适计算系统可用性具有典型的面向用户特点,为刻画用户行为需要引入具有非指数分布性质的模型状态,并且需要考虑用户态与系统态关联分析时的复杂情况。传统的连续时间马尔可夫链和半马尔可夫过程都不能很好地对以上情况给与分析。鉴于此,本文提出了一种基于马尔可夫重生过程(MRGP)的普适计算系统可用性度量方法。首先建立具有双扩展特点的用户模型,基于此构建了普适计算系统可用性度量的MRGP模型,对可用性进行了随机过程分析,给出了对应瞬态和稳态行为的度量方法,结合普适计算模式的特点定义了普适计算系统请求可用性度量。最后进行了数值分析,评价了用户和系统参数等因素对普适计算系统可用性度量的影响。     

面向可用性的软件认知过程建模与模式检查方法

软件可用性检查是满足用户体验，提高软件质量的重要方法之一。本文提出了使用Markov随机过程模型建立了用户交互过程认知模型的基本方法，并在此基础上给出了一个严格的可用性模式检查过程和方法，帮助软件开发者重构用户交互过程，为改善软件系统的可用性特征提供了一种有效的手段。实践证明，该模型对不同类型用户具有很强的区分能力，能够有效地体现用户操作的概率特征，改善了传统可用性方法过分依赖可用性专家个人能力的缺陷，对于各种不同类型的软件系统具有较好的通用性特征。     

面向用户的软件柔点可用性评估方法的研究

为了进一步提高面向用户的软件产品的开发质量,结合面向用户的软件柔点的具体特征,运用可用性工程理论,根据不同层次柔点对应的用户不同,对不同层次的柔点的可用性评估指标在有效性、效率、用户满意度这三个方面进行分解,构建了一种软件柔点的可用性评价方法,给出了柔点的可用性大小的计算方法。     

并行计算机高可用性分析与设计

随着并行计算机系统规模的不断增大,系统的失效率呈线性增长。如何保证大规模并行系统能够提供持续不断的服务,即提高系统的可用性,达到高可用的目标,已成为并行系统设计的重要方面。系统级容错的概念目前已经提出,但系统可用性的度量仍然需要深入研究。本文运用组合模型和马尔科夫过程模型,对系统可靠性和可用性进行了建模模和分析,推导了基于马尔科夫过程的可用性度量公式,得出运用高可用技术可以提高系统的可用性。在此基础上,还给出了一个大规模并行计算机系统的高可用系统结构。     

高可用实时系统中故障检测及故障恢复技术的研究

随着国防、航天等今天对系统的可用性和实时性的要求不断提高,如何保证这些应用系统的高可用及强实时,成为一个亟待解决的问题。本文论述了高可用实时系统听故障检 测及故障恢复技术。     

全球P2P存储系统的可用性

提出了一种在数据收集对象上使用擦除编码方案,并提供各个层次数据冗余的合作存储技术。基于这种技术,研究一个基于历史的、全球性的P2P系统中利用各种不同时区的爬山方案,通过这个方案改善了数据的可用性。     

并行计算机系统容错设计

容错设计是提高计算机系统可靠性的有效手段。本文提出了一种分布共享主存的并行计算机系统的容错结构,着重分析了结构采用的故障诊断机制,提出了系统中备份节点机配置的优化策略。     

Modeling a Dynamic Data Replication Strategy to Increase System Availability in Cloud Computing Environments

Failures are normal rather than exceptional in the cloud computing environments. To improve system avai- lability, replicating the popular data to multiple suitable locations is an advisable choice, as users can access the data from a nearby site. This is, however, not the case for replicas which must have a fixed number of copies on several locations. How to decide a reasonable number and right locations for replicas has become a challenge in the cloud computing. In this paper, a dynamic data replication strategy is put forward with a brief survey of replication strategy suitable for distributed computing environments. It includes: 1) analyzing and modeling the relationship between system availability and the number of replicas; 2) evaluating and identifying the popular data and triggering a replication operation when the popularity data passes a dynamic threshold; 3) calculating a suitable number of copies to meet a reasonable system byte effective rate requirement and placing replicas among data nodes in a balanced way; 4) designing the dynamic data replication algorithm in a cloud. Experimental results demonstrate the efficiency and effectiveness of the improved system brought by the proposed strategy in a cloud.     

以用户为导向的概念设计方法研究

设计以人为本已经成为多数设计师的共识,但这一理念的实现却要求其从设计概念的创意开始就得到体现和重视。本文即从该视角出发,介绍并分析了多种以用户为导向的概念设计方法,比较了它们的优劣,以及在使用时的差异,希冀能够对产品的设计定位有所帮助。     

一种容忍入侵签名系统的可用性评估方法

针对容忍入侵签名系统设计和安全管理问题,提出了一种有效的评估系统可用性的方法。该方法采用随机过程的建模技术,通过建立系统可用性与配置参数及入侵强度之间的定量关系,将系统服务器组由初始完全安全态向失效态转移的渐进过程看作为马尔可夫过程,从而在服务器组构造无关性的假设下,建立了系统配置参数与可用性之间的函数关系,并获得可用性的理论估算。给出了该方法应用的具体步骤,通过仿真实验验证了该方法的有效性。     

基于业务的计算机网络可用性研究

文章从应用层面展开对网络可用性研究,给出了基于业务的网络可用性定义,构建了基于业务的网络可用性指标框架,对各指标进行详细分析,并针对某校园网用业务分解法对基于业务的网络可用性进行了评估。     

一种提高集群系统可用性的方法及其应用

文中将一种预防性的容错方法——软件再生引入集群系统中，分析两种软件老化模型，提出了对应的软件再生策略，最后在Web集群服务器中实现。从实验结果可以看出软件再生技术较好地提高了集群系统的软件容错性能和系统可用性。     

无线网络部分连接可用性模型研究

对于能量受限制的无线网络,节点的交替休眠是有效的节能方式,但是会造成网络连通性破坏,使网络成为部分连接网络.部分连接可用性的定量研究,对采用休眠模式的网络具有重要意义.文中提出了一种基于交替活跃模型的部分连接可用性的计算模型,利用泊松过程分析和全概率建模法得到了可用性的计算公式,有效地衡量了采用休眠模式的部分连接网络的通信能力;同完全连接可用性进行了定量对比,证明了在允许的端到端延迟范围内,部分连接可用性明显高于完全连接可用性,为节能的部分连接网络的部署提供了理论依据;分析了网络参数同包递交率、延迟等指标的关系,并给出满足条件约束的配置方法;通过仿真验证了分析结果的有效性.