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。     

Web集群服务器可用性的提高

以Web集群服务器的后端节点作为研究对象,通过减少后端节点的MTTR（Mean Timeto Repair）,来提高它们的可用性,从而提高整个集群服务器的可用性。首先,通过分析现有的故障恢复方案的不足,提出了新的改进方案,在新的方案中,采用了动态地检测和发送状态信息的策略。并引入了故障猜测状态,弥补了现有方案的不足。最后设计了一个试验环境,与现有的方案测试相比,使用改进的方案,MTTR（平均敞障修复时间）减少了63％,很好地提高了后端节点的可用性。     

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。     

提高应用软件可用性探析

本文讨论了在开发设计应用软件时必须予以重视和考虑的用户界面设计、容错设计、安全保护设计以及提高软件可维护性设计等问题。这些问题的解决有助于从整体上提高应用软件的可靠性、可维护性、安全性和用户界面的友好性与容错性能等，从而开发出用户满意的、可用的应用软件。     

一种新的集群文件系统模型研究

集群作为成本低、高性能并行或分布式计算平台已经成熟,同时提供许多关键服务(高效通信、负载平衡等)的软件包也已经出现,然而对于集群文件系统的可扩展性和高可用性仍然缺乏有效的支持。为此,介绍了一种基于可扩展性和高可用性的集群文件系统模型,并从可用性角度与集群文件系统(CFS,Cluster File System)进行了比较分析。     

一种高性能和高可用的集群VoD系统的设计及其实现

随着分布式系统、网络技术和多媒体技术的迅速发展,使得联机访问异地巨量媒体数据成为可能,从而形成了当前研究和开发的热点——分布式媒体服务系统。优化VoD系统的性能以及降低系统的成本是设计VoD系统的一个重要挑战。描述了一种基于PC机集群系统的高性能、高可用性以及低成本的集群VoD系统——CVoD的设计及其实现。对该系统进行的性能测试表明,每个节点能够服务大约90个近似于DVD质量的视频流;随着集群系统规模的扩大,该系统能够服务的客户端和系统中的服务器节点的个数基本上成正比,限制系统性能进一步扩展的关键因素是网络带宽大小的限制。实验结果证明CVoD具有很好的性能可扩展性以及良好的可用性。     

一种新的网络系统可用性度量方法

研究计算机网络系统的可用性度量,提出了一种基于面向用户的服务可用性的度量方法及公式.应用这种度量方法,讨论了几种提高网络可用性的新技术,介绍一种支持动态跨主干虚拟网的高可用性校园网建设方案.     

一种可行的可用性测试过程

文章综述用户模型法、用户调查法、专家评审法和观察法4类可用性测试方法,根据可用性测试的经验,总结出一套合理实用的可用性测试过程,使得可用性测试的效率高、代价低,尽可能发现更多的可用性问题;提出在程序设计类课程的教学中,应适当向学生介绍可用性测试的方法和过程,以培养学生对自己开发的软件系统进行可用性测试的能力。     

测控集群系统随机Petri网模型与可用性分析

研究并实现了一个应用于测控领域的高可用性实时集群系统，该系统充分采用冗余技术以消除系统中的单一故障点．首先阐述了系统的体系结构，然后在介绍随机Petri网基本概念的基础上，建立了系统的随机Petri网模型，并在此模型的基础上，分析了系统各部分的稳态可用度和系统的总稳态可用度．经理论计算表明，测控集群系统一年的平均故障停机时间约为3．44分钟，因此，系统具有较高的可用性，完全满足关键应用场所的高可用性要求．     

一种主机CPU的可用性模拟方法

XtremWeb可以汇集联网主机的空闲CPU资源来进行高性能计算,但主机CPU负载是时变的、复杂的和非线性的,具有高度的不确定性.结合ON/OFF模型的思路,提出一个主机CPU的可用性模拟方法,对主机CPU在每日各时刻的可用性进行模拟.实验结果表明,该方法具有较高的模拟精度.     

Web集群系统可用度分析与设计算法

通过建立Web集群系统状态的马尔可夫模型,并利用稳态马尔可夫模型中状态转移概率平衡的特点来求解系统静态配置可用度,着重对系统动态配置的可用度进行了研究,提出了一种基于表的动态可用度调度算法来实现系统的动态高可用度,实验结果表明了算法的有效性.     

基于维修时间约束的机群系统可用度的仿真算法

在描述机群系统运行状态的基础上,通过对各结点间结构功能关系的量化处理,给出了描述机群系统中各结点随机变量的概率分布及其抽样方法;然后,依据对故障发生状态和修复状态的识别,确定出各结点的工作状态,从而建立了可用性仿真逻辑关系,得到了机群系统可用度的估计值,为机群系统可用性分析与设计提供了定量依据。     

神威3000A高可用海量存储系统

神威3000A海量存储系统采用基于文件分条的网络数据冗余方法,支持网络RAID1和RAID5冗余模式,能够对存储服务器及盘阵故障在线容错,是一个高可用的分布式存储系统。     

Availability Analysis of Application Servers Using Software Rejuvenation and Virtualization

Demands on software reliability and availability have increased tremendously due to the nature of present day applications. We focus on the aspect of software for the high availability of application servers since the unavailability of servers more often originates from software faults rather than hardware faults. The software rejuvenation technique has been widely used to avoid the occurrence of unplanned failures, mainly due to the phenomena of software aging or caused by transient failures. In this paper, first we present a new way of using the virtual machine based software rejuvenation named VMSR to offer high availability for application server systems. Second we model a single physical server which is used to host multiple virtual machines (VMs) with the VMSR framework using stochastic modeling and evaluate it through both numerical analysis and SHARPE (Symbolic Hierarchical Automated Reliability and Performance Evaluator) tool simulation. This VMSR model is very general and can capture application server characteristics, failure behavior, and performability measures. Our results demonstrate that VMSR approach is a practical way to ensure uninterrupted availability and to optimize performance for aging applications. This research was supported by the Korea Research Foundation Grant funded by the Korean Government (MOEHRD) under Grant No. KRF2007-210-D00006.     

曙光机群资源管理的设计与实现

机群资源管理负责机群系统内计算所需资源的管理，该文介绍机群资源管理的主要功能和重要的研究问题，着重介绍曙光3000机群系统的资源管理的设计与实现，包括分区管理，任务管理和通信管理功能及其对高可用性，可扩展性，动态特性的支持；并给出相应的性能分析结果，此外，还介绍了相关系统的资源管理和对未来该领域研究的方法。     

集群技术在电力综合自动化系统中的应用研究

介绍了一种利用集群技术实现双机容错的开发方法.通过对集群技术运行机制的深入研究,提出了采用基于“层”模式的双机容错系统技术方案,在普通PC服务器上实现了双机容错系统,分析了该系统的可用性,针对电力综合自动系统的结构特点,对心跳侦测等功能进行了改进,并在一套小型变电站自动化系统上进行了实验验证,能够较好的满足中小型电力综合自动化系统的需求.     

集群流媒体文件系统MFS设计与实现

文章描述了WanLan集群视频服务器上的集群流媒体文件系统(MFS)的设计与实现。MFS是一种支持MPEG文件格式的分布式流媒体文件系统，它由MFS的客户端、管理节点、数据节点以及元数据服务节点组成。MFS流媒体集群文件系统实现了单一系统的逻辑映像、数据和元数据的高可用以及系统自动配置。     

机群文件系统共享语义测试方法

机群文件系统能否满足用户需要的共享文件语义涉及机群文件系统服务的正确性、性能和易用性。为验证该类特性,提出文件系统共享语义测试概念,实现一个文件语义测试系统FSbench。FSbench使用随机测试和划分测试相结合的方法测试和验证文件系统是否满足一定的语义特性。测试表明该方法能够得到令人满意的结果。     

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.