[发明专利]容错移动计算环境中的检查点迁移方法

说明书

(一)技术领域

本发明设计的是一种容错方法中的检查点迁移方法，具体讲是在容错移动计算环境中的检查点迁移方法。

(二)背景技术

检查点技术与日志技术是一种多用途的技术，适用于进程容错、卷回处理和进程迁移等多个方面。

基于无线网络的移动计算技术正在得到越来越广泛的应用。由于移动计算系统的低无线网络带宽、移动节点的存储空间有限与易于丢失、节点的可移动性、有限的电池能量等特性导致移动主机经常从网络中断开，使得移动计算的容错具有许多新的特性，为固定网络分布式系统开发的检查点与恢复技术不能直接地应用到移动计算系统中。

容错移动计算系统模型如图1所示。移动计算系统包括一系列的可移动主机2(Mobile Host，MH)和静态的移动支持站3(Mobile Support Station，MSS)，在移动主机2与移动支持站之间可建立动态的无线连接链路4；而在移动支持站之间则提供高速的静态有线连接链路5。由一个移动支持站覆盖的一个服务区域称作一个组6。在一个组中的移动主机可以连接到服务于该组的移动支持站(本地移动支持站)上，并且通过本地移动支持站与其它的移动主机或移动支持站通信(移动主机之间不能直接通信)。每一个移动支持站都有一个列表用于记录当前连接的移动主机。网络连接支持双向的FIFO通信，并且网络中消息的传输是可靠的，网络中消息的传输延迟是有限的，但是任意的。系统中的故障为“fail-stop”形式，一旦进程失效，该进程将立即停止执行，不会产生任何恶意的行为。且在一个进程失效恢复时，该进程不会在同一点再次失效。

为了节省电源等原因，一个移动主机可以经常转入休眠状态而断开与移动支持站的连接，如图3，移动主机可以通过向本地的移动支持站发送拆除连接消息8来完成，并要附带上当前的主机状态，以便在移动主机处于断开状态而又被要求建立新的检查点时，可以由移动支持站代理完成其新检查点的生成。当其本地移动支持站从移动主机接收到断开消息后，该移动支持站通过设置相应的标志位来标识该移动主机为断开状态。当断开的移动主机要重新连接到本地的移动支持站上时，可以通过向本地移动支持站发送要求连接消息9来完成。如果该移动主机要重新连接时，连接到的是一个新的移动支持站，这个新的移动支持站要通知该移动主机原先断开连接的移动支持站，并执行适当的握手策略。

由于移动主机所具有的特性，移动主机的恢复信息由移动支持站的可靠存储器来存储。当一个移动主机上的进程发生错误时，移动支持站可靠存储器中存储的相关恢复信息可用来恢复该移动主机节点。容错移动计算系统采用基于日志的检查点容错策略。

基于日志的检查点容错策略的恢复信息包括移动主机的检查点12、移动主机的消息日志13。

设置检查点(checkpointing)是减少程序在故障条件下执行时间的一种常用技术。系统周期性地设置检查点，把运行时的正确状态保存到可靠存储器中。如果检测出故障，系统的部分进程就卷回(rollback)到前一个检查点时的正确状态继续执行，因而有效地减少了损失的工作量。

在本容错移动计算系统中移动主机的检查点和消息日志都存储在移动支持站上。当移动主机采取一新的检查点时，会将其传输到本地移动支持站并被保存可靠存储器上。移动结点的消息日志也由其本地移动支持站来记录，消息日志的内容为自移动主机最近检查点以来，本地移动支持站转发给移动主机的所有通信消息。由于所有移动主机接收到的通信消息，都是必须通过移动主机的本地移动支持站转发，因此利用本地移动支持站记录其转发的消息不会引入过多的额外开销。移动支持站同时还记录移动主机移动性的信息，包括加入组、离开组、拆除连接和重新连接等。

系统提供握手迁移(handoff)与定位(locating)机制以支持移动主机的移动性。当一个移动主机处于两个组之间，离开一个组并同时进入另一个组的过程，称为移动主机的一次握手迁移(handoff)。当一个移动主机离开一个组进入另一个组时，它必须通过发送消息Leave(r)10给原先组的移动支持站以终止原先的连接，r标识该移动主机接收到消息的最后顺序数。并通过发送连接消息Join(MH-id，Previous_MSS_id)11给新组的移动支持站以建立新的连接，MH-id标识该移动主机，Previous_MSS_id标识移动主机离开的移动支持站。