分布式实时系统DRTAS的实时容错机制研究

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一个成熟的分布式实时系统必须具有高可靠性，容错作为保障高可靠性的重要手段，已成为分布式实时系统的基本特性。而现有的一些分布式实时系统的实时容错方法存在要求与限制太多、资源浪费、没有内核级实时容错保障等问题。针对上述问题，在分布式实时系统DRTAS（Distributed Real-Time Application System）中，结合系统整体结构、工作流程、实时内核、实时应用处理等特点，提出并实现了一种以两层实时容错为主体、实时容错调度为核心的实时容错机制。其中，上层实时容错采用恢复执行或重新执行的容错技术，提出动态实时容错的分级容错优先H-FTF调度方法，实现了DRTAS系统级的实时容错；下层实时容错以时间冗余为基础，采取替代版本或重新执行的容错技术，提出容错/频率保证FT/FA调度方法、动态空闲能力最早时限优先DSC-EDF算法，在实时内核级为实时任务提供实时容错保障。而且，在实时容错机制中加入了实时容错评估，采用并建立了简单高效的信息通信机制，保证了系统的动态负载平衡。DRTAS的实时容错机制具有比较好的实用性、准确性、一定的灵活性、以及较高的资源利用率，实现了系统较高的可靠性。基于Linux操作系统和RTAI实时内核，采用C、QT语言实现了DRTAS系统的实时容错机制，并且对系统进行了测试。首先采用模拟实时任务出错的情况，对系统实时容错机制的功能进行了测试，测试表明：实时容错机制的实时容错调度及处理、实时容错评估、系统监控器容错部分以及与平台接口容错部分的各项功能正常。然后，性能测试主要测试了系统的实时性能和实时容错调度开销，测试表明：本系统中周期性实时任务的事件延迟和周期抖动一般最大不超过30μs；在前端机正常负载情况下，实时容错调度器定时时间片小于30ms时，系统的实时容错调度开销小于85ms。

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作者
王俊;
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作者单位

华中科技大学;

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授予单位华中科技大学;
学科计算机软件与理论
授予学位硕士
导师姓名韩宗芬;
年度 2006
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类程序设计、软件工程;
关键词
分布式; 实时系统; 实时容错调度; 容错技术;

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