集群测控系统设计与关键性技术研究

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1、摘要随着现代技术的发展和各种计算机部件的商品化，集群技术已经成为近年来研究高速并行处理技术、开发高性能计算机应用领域中炙手可热的一项技术，并开始震撼和冲击高端UNIX服务器在关键业务计算应用领域的中心地位。×××测控系统在航空兵器试验和性能鉴定过程中有着不可或缺的作用。本文分析研究了实时测控系统组成结构与工作原理，指出了其传统体系架构的不足和缺陷，并将并行计算技术引入测控回路，实现对多路传感器数据采集、数字处理、记录重演等功能，构建了基于集群技术的新型测量控制系统。集群技术应用于军事测控系统，不仅可以增强其系统可靠性、性能价格比和服务伸缩性，而且其抗摧毁特性能够有效提高军用测

2、控系统的战场生存能力．在LVS(LinuxV'mualServer)集群基础上，通过进行结构调整和功能规化，系统采用四层体系结构，并且设计应用基于UDP(UserDatagramProtoc01)通信协议、面向传感器计算任务的、细粒度实时负载均衡方法，消除了应用层负载调度器的性能瓶颈，保证了集群测控系统的高性能和功能扩展等特性；基于SSI(SingleSyste．mImage)技术的轻量级任务迁移等机制，实现了集群测控系统高可用性和资源重组的强实时性要求。系统同时兼顾串行和网络两种通信体制传感器，解决了高密度测量数据的接入难题；具备实战和闭环测试两种工作模式，可单独或同时处理

3、传感器实测、预案模拟、事后重演以及系统测试等四种信息数据，满足了×××测控系统的特殊功能需求。为提高系统的可维护性和管理性，对集群节点设置和软件进程配置进行了专门设计，并以串行程序设计取代传统的并行程序开发，在便于工程人员开发系统功能的同时，最大限度地保护其原有的经济投资和技术投入．论文分析了商业集群热点产品或项目的成熟经验，对其高速互连网络、消息传递，尤其是动态负载均衡方法和高可用性等关键技术进行了充分研究；围绕测控系统可靠性和实时性建设要求，以消除系统瓶颈和克服应用局限为突破，提供了构建集群测控系统的最终解决方案。同时对网络拓扑与通信、实时进程调度以及软件模块设计等诸多内

4、容进行了特别优化。关键词。实时集群测控系统，实时负载均衡，细粒度调度，轻量级任务迁移，高可用性AbstractWiththedevelopmentofmodemtechnologyandvariouscommercialcomputercomponents，clusterhasbecomeatechnologywhichresearchesthehigh-spoedparallelcomputingtechniqueanddevelopshigllperformancecomputerjustasthesupremearroganceofaperson谢也greatpower

5、inrecentyears．n博clustertechnologyalsostartstomakesomeimpactonthecentralstatusofadvancedUNIXserverinpivotaloperationaboutnumeration．111eTT&C(TrackingTelemeteringandCommand)systemusedin×××hasindispensableeffectinaerialweaponexaminationandperformanceappraisalCOUTSe．11lispaperanalysesandresearc

6、hesitsstructureandprinciple。meanwhile，pointsouttheshortageofitstraditionalarchitecture,bringstheparallelcomputingtechniqueintoitscontrolloop，realizesthefianctlonsaSdatacollectionwithmulti—channelaeilSOrS、dataprocessing、recordreplayandSOOil，atlast,constructsanewTT&Csystembasedonclustertechno

7、logy．Itwillnotonlyboostupthesystemsecurityandtheserviceretraetility,butalsohaveanti—des打oycharactert0improvetheviabilityofTr&csystemefficientlyinWarfield．BasedonLVS(LinuxV'mualServer)cluster,thissystemadoptsfour-layerstructureafteradjustingarchitecturean