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《高可靠、强实时分布式系统的切换技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、国 防 科 技 大 学 学 报第21卷第6期 JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECHNOLOGYVol.21No.61999X高可靠、强实时分布式系统的切换技术研究胡华平 金士尧 李宏亮(国防科技大学计算机系 长沙 410073) 摘 要 本文首先给出某高可靠、强实时分布式系统及系统的两种切换方案的简要描述,然后对切换技术的实现进行讨论;最后,在建立强实时双工系统的可靠性模型基础上,对系统的两种切换方案进行分析与比较。研究结果表明:对于本系统,机组级切换优
2、于结点机级切换,且可以减少程序的复杂度,提高系统的可靠性与实时性。关键词 分布式系统,实时系统,可靠性,切换技术,时钟同步。分类号TP.393TheSwitchTechnologyStudyofHighReliability,HardReal-timeDistributedSystemHuHuapingJinShiyaoLiHongliang(DepartmentofComputer,NUDT,Changsha,410073)AbstractInthispaper,ahighreliability,a
3、hardreal-timedistributedsystemanditstwoswitchschemesareintro-ducedatfirst.Then,therealizationofswitchtechnologyisdiscussed.Finally,basedonthereliabilitymodelofhardre-al-timedualworkingsystem,thetwoswitchschemesareanalyzedandcompared.Theconclusionsshow:T
4、heswitchinclusterissuperiortotheswitchinnode,anditcannotonlyimprovethesystemreliabilityandreal-time,butalsoreducethecomplexityoftheprogram.KeywordsDistributedsystems,Real-timesystem,Reliability,Switchtechnology,Timesynchronization.实时系统是计算机应用领域中的一个重要分支,它
5、广泛应用于过程控制、工厂自动化、机器人系统、武器系统、等领域;而且许多实时系统都是在高可靠性要求下进行工作,任何不可靠因素和计算机的一个微小故障都可能导致难以预测的灾难性后果,因此人们已把高可靠性作为衡量实时系统性能不可缺少的重要指标。同时,要在分布式系统中引入实时特性,还存在许多困难,如网络的实时性、分布式系统[1,2]的调度问题,以及如何对系统进行可靠性设计与分析。对于强实时的分布式系统来说,其中的互联通信时延和开销至关重要。通过对分布式系统互联时延[3]的分析与研究,可以得到下列结论:分布式系统
6、互联时延是由互联网络软硬件时延、处理机收发开销、应用进程同步延时等部分组成;在强实时分布式系统中,由于时限为ms级,因此多数应该采用紧密耦合的互联网络,以使互联网络的延时最小,而要进一步减少延时,将主要取决于结点机的收发延时。1 系统描述本文所给出的分布式实时系统是一高可靠(系统的稳态可用度大于0.9999)与强实时(服务处理时间为毫秒级)的系统,整个系统可分成对称的两个部分,每部分由输入输出结点机(IO)、计算结点机(C)、管理结点机(M)等构成,从而形成两部分的双工。多机之间的互联是通过专用的内部
7、互联网络和网络集中器(SwitchHUB)实现的。系统内部通过专用的内部互联网络紧密耦合在一起,以完成强实时微秒级的通信。系统外围通过双套快速以太网和网络集中器(SwitchHUB)互联的,以完成弱实时通信。X国家部委预研基金的资助项目:1999年2月5日收稿第一作者:胡华平,男,1967年生,博士后,副研究员胡华平等:高可靠、强实时分布式系统的切换技术研究81由于强实时部分是本系统设计的关键,故本文主要针对强实时部分进行讨论。对于强实时部分,有两种方案可供选择:方案1(结点机级切换),其体系结构如图
8、1所示,其信息流程如图3所示;方案2(机组级切换),其体系结构如图2所示,其信息流程如图4所示。图1 结点机级切换方案 图2 机组级切换方案Fig.1Switchscheme1Fig.2Switehscheme2图3 结点机级切换的信息流程Fig.3Informationprocess1图4 机组级切换的信息流程Fig.4Informationprocess22 实现切换技术的关键点研究在高可靠、强实时环境中实现双机(机组)间的切
