[发明专利]一种容错移动计算系统记录节点事件日志的方法

说明书

技术领域

本发明属于电通讯数字信息通信领域，具体涉及一种容错无线移动计算系统中记录存储移动主机节点计算进程历经事件日志内容和事件日志间偏序依赖关系的方法。

背景技术

高性能计算、互联网、分布式计算、无线通信、普适计算和云计算等领域的不断发展，极大地推动了移动计算技术的应用。区别于传统固定有线分布式计算系统，移动计算系统具备临时搭建性、自治性、移动性、对等性和拓扑结构易变性等特性，拥有广阔的发展前景。移动计算系统m-MSS-m模型系统由一系列移动主机节点和静态的移动支持站组成，移动主机节点与移动支持站之间能够建立动态的无线连接链路；而任意两个移动支持站之间具备高速的静态有线连接链路。

地理空间上，一个移动支持站覆盖的一个服务区域称作一个服务组。计算进程分布于移动计算系统的移动主机节点上。一个服务组中移动主机节点能够直接与服务于该服务组的移动支持站(本地移动支持站)建立连接，并通过本地移动支持站实现与系统其它移动主机节点或移动支持站通信(系统移动主机节点之间不能够直接通信)。每一个移动支持站均需维护相应列表记录当前连接的移动主机节点，同时，移动支持站还需记录移动主机节点移动性方面的信息，包括加入服务组、离开服务组、拆除连接和重新连接等。移动计算系统中计算进程服从分段确定性执行模型，计算进程之间仅通过消息传递的方式协同任务执行过程，计算进程状态转换由非确定性事件序列驱动。计算进程历经的事件包括进程检查点事件、中断事件、外部输入事件(如键盘或其它设备输入)、外部输出事件(如显示或打印)和普通消息事件。对于单个计算进程而言，普通消息的发送事件为确定性事件；非确定性事件包括进程检查点事件、普通消息接收事件、外部输入提交事件、外部输出提交事件和中断事件。为方便叙述，设定移动计算系统中每个移动主机节点上仅存在一个参与计算任务的计算进程。

为节省能耗等原因，一个移动主机节点能够经常转入休眠状态而断开与移动支持站的连接，移动主机节点能够通过向本地移动支持站发送拆除连接消息来完成断开操作。本地移动支持站从移动主机节点接收到断开消息后，通过设置相应的标志位来标识该移动主机节点处于断开状态，并维护断开状态的移动主机节点列表。当断开的移动主机节点需重新连接到本地移动支持站上时，可以通过向本地移动支持站发送建立连接的请求来完成连接操作。

与传统固定网络分布式计算系统相比，移动计算系统的通讯带宽窄、移动主机节点的存储容量有限且易丢失、电池供电能力有限及移动主机节点的移动性。随着移动计算系统规模的增长，系统的出错概率大大增加。单个节点的故障可能导致整个系统崩溃并损失掉前面所有的计算过程。

针对基于无线网络的移动计算中移动主机节点计算进程容错这一问题，国内外专家学者对移动计算系统基于检查点卷回恢复的软件容错技术进行了初步的研究，设计了一些检查点卷回恢复技术的容错方法以解决移动计算系统的可靠性。设计的检查点卷回恢复机制中，各移动主机节点计算进程的执行过程中，周期性地将进程状态保存到可靠存储介质上，保存的进程状态称作进程检查点，移动计算检查点卷回恢复策略同时需要对各移动主机节点计算进程相关性进行跟踪和记录。当移动主机节点计算进程发生故障后，移动计算检查点卷回恢复策略的卷回恢复模块获取保存进程状态的检查点文件，将移动主机节点上发生故障的计算进程状态恢复为检查点文件所记录的进程状态，即进程检查点状态。发生故障的进程自此进程检查点状态继续执行，以降低进程故障所导致的运算损失。由于移动主机节点的存储器通常容量有限且不可靠，目前移动计算检查点卷回恢复容错策略中都是利用移动支持站上的可靠存储器存储移动主机节点计算进程状态，即移动主机节点每创建一新的进程检查点，会将其传输到本地移动支持站，并由本地移动支持站将接收到的计算进程检查点信息保存在可靠存储器上。设计的故障进程卷回恢复容错机制利用移动支持站中间管理者的职能，使用先行图等结构形式记录存储本地服务组移动主机节点进程事件日志内容和事件日志间偏序关系，然而，由于维护管理先行图等结构形式的操作过于复杂，计算进程无故障事件运行期间的容错开销较大。因此，选取更高效的容错机制维护管理移动主机节点进程事件日志内容和事件日志间偏序依赖关系，能够进一步提升移动计算系统的容错性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减小系统开销，提升容错移动计算系统性能的记录节点事件日志的方法。

本发明的目的是这样实现的：