硕士论文-进程迁移机制关键技术研究与实现

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1、华中科技大学硕士学位论文进程迁移机制关键技术研究与实现姓名：罗犀劲申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：李庆华2003.5.9华中科技大学硕士学位论文摘要／以工作站机群为代表的并行计算环境是当前并行分布式计算的研究热、点之一。各节点负载的平衡影响整个系统的性能，进程迁移是动态负载平衡的有效手段，因而研究进程迁移具有十分重要的理论和实际意义。目前大多数进程迁移机制采用检查点／重起算法，进程冻结时间长、迁移过程中消息会发生丢失。迁移机制中提取进程状态，通过提供用户空间专用函数库或者修改内核实现，前者虽然简单但

2、不能完整地获取进程状态：后者实现复杂且无内核源代码不可行oy-／，在对各种传统的Unix／LinUX进程迁移算法进行分析研究的基础上，对进程迁移机制提出三个方面的改进。第一，在转移进程状态数据和恢复进程执行方面，不做检查点直接转移数据至目标节点，避免了数据写盘等费时操作。目标节点接收到状态和控制等必要信息后即可恢复进程的执行，剩下的进程内存页面在执行的过程中继续传送，可显著缩短传统检查点／重起算法中的进程冻结时间。第二，在提取进程状态数据方面，采用内核模块机制算法。与通过添加信号处理函数或修改内核的传统算法相比，实

3、现相对简单而且能比较完整地提取进程状态数据：同时不需要修改程序和内核代码，版本维护容易。第三，在恢复进程网络连接等消息方面，采用缓存进程消息，迁移完成后再恢复进程的网络连接。传统算法通常是断开网络连接，不能正确迁移网络连接。根据改进的迁移和提取进程状态算法，在LiflUX工作站机群环境下实现一个进程迁移系统FPMS。实验结果表明，采用上述改进可以缩短进程冻结时间，正确恢复进程网络连接等消息。关键词：进程迁移；内核模块：进程冻结时间；检查点华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTParallelcomputingen

4、vironmentexemplifiedbyClusterofWorkstationsisoneofthehotspotsinstudyofdistributedsystems．Theloadbalancingofclusternodesdeterminesthewholesystemperformance．Processmigrationisveryimportantintheoryandpracticeasoneofthedynamicloadbalancingmeans．Mostofcurrentproces

5、smigrationutilityimplementationsarebasedoncheckpointandrestartmethod．Theysufferinlongfrozentimeandloseofprocessmessage．Theygetprocessstatusdatabyofferingspecialfunctionlibraryinuserspaceormodifyingkernelsourcecode．Theformeriseasierbutcan’tgetwholeprocessstatus

6、whilethelatterisdifficultandinfeasiblewhensourcecodeunavailable．WeimproveprocessmigrationutilityinthreeaspectsbasedonstudyoftraditionalUnix／Linuxprocessmigrationalgorithm．First，wereducewritingdiskcostlyoperationsbytransferringprocessstatusdatadirectlytodestina

7、tionhostassoonasavailable，shortenfrozentimebyresumingprocessonlyafterafewprocessstatuspagesisavailablewhiletheremainedpagesbeingtransferredthereafter．Second，weusekernelmoduletechnologytogetprocessstatus．Itiseasiertoimplementandmaintaincomparedtotraditionalspec

8、iallibraryandkernelmodificationalgorithm．Third，Webuffertheprocessmessagesuchasnetworklinksandresumethemwithoutlosingmessagewhilethetraditionalalgorithmsoftenstopanddiscardthem．Weim