Fault-Tolerant Technique in the Cluster Computation of the Digital Watershed Model

This paper describes a parallel computing platform using the existing facilities for the digital watershed model. In this paper, distributed multi-layered structure is applied to the computer cluster system, and the MPI-2 is adopted as a mature parallel programming standard. An agent is introduced which makes it possible to be multi-level fault-tolerant in software development. The communication protocol based on checkpointing and rollback recovery mechanism can realize the transaction reprocessing. Compared with conventional platform, the new system is able to make better use of the computing resource. Experimental results show the speedup ratio of the platform is almost 4 times as that of the conventional one, which demonstrates the high efficiency and good performance of the new approach.     

Low-Overhead Non-Blocking Checkpointing Scheme for Mobile Computing Systems

When applied to mobile computing systems,checkpoint protocols for distributed computing systems would face many new challenges, such as low wireless bandwidth, frequent disconnections, and lack of stable storage at mobile hosts. This paper proposes a novel checkpoint protocol to effectively reduce the coordinating overhead. By using a communication vector, only a few processes participate in the checkpointing event. During checkpointing, the scheme can save the time used to trace the dependency tree by sending checkpoint requests to dependent processes at once. In addition, processes are non- blocking in this scheme, since the inconsistency is resolved by the piggyback technique. Hence the unnecessary and orphan messages can be avoided. Compared with the traditional coordinated checkpoint approach, the proposed non-blocking algorithm obtains a minimal number of processes to take checkpoints. It also reduces the checkpoint latency, which brings less overhead to mobile host with limited resources.     

基于检验点技术的云服务可靠性度量模型

可靠性是云服务的典型特性之一.在云计算环境下提出了一种基于检验点回卷策略的云服务可靠性度量模型,该模型针对云服务系统中虚拟机任务计算节点的故障失效会导致系统服务可靠性发生变化的问题,基于检验点回卷策略建立了云服务可靠性度量模型.通过理论推导证明了度量模型的正确性,并证明了检验点设置时间按一定指数值增长时,服务可靠性可以得到优化.     

Improved area-difference-based recovery information placement

<正> In mobile computing systems,message logging can be used to provide fault tolerance for mobilehosts.Due to the mobility of mobile hosts,their recovery information,including logged messages andcheckpoints,may spread throughout mobile support stations.During recovery,there will be a considerablecost for the collection of recovery information.To speed up recovery and to reduce the failure-freeoverhead,an improved area-difference-based scheme is proposed.It tries to keep recovery informationevenly spreading over an area.Only part of recovery information needs to be migrated for controlling thedistribution of recovery information.To reduce the migration cost,a light-weight migration is also proposed.In the performance study,we give an analysis of the probability that the light-weight migrationtakes place.     

移动计算环境下可配置的卷回恢复算法

设计了一种可配置的卷回恢复算法,算法将检查点分别存储在移动节点本地磁盘和移动支持站上的可靠存储器,用低费用的检查点容忍出现频率较高的错误,而用高代价的检查点容忍出现频率较低的错误。算法降低了无线网络负载和能耗,减少了采取检查点和错误恢复的迟延,并根据环境动态配置,可降低算法平均开销率。     

关于支持微移动MPLS实际应用的研究

移动MPLS是将移动IP与MPLS协议相结合以支持MPLS移动性的管理方案,但它只适合于宏移动而不 能有效地运用于微移动,因为微蜂窝的应用导致了移动节点(MH)的切换率剧烈增加。在这样的情况下，MPLS基 于普通的移动IP就不再是有效的解决方法。分级移动MPLS（H-MPLS）克服了移动MPLS的局限性,在相当的程 度上减少了MH 在切换过程中的延时.介绍了另一种支持微移动MPLS的方案:微蜂窝移动MPLS(MM-MPLS), 它是一种融合了MPLS转发、定位信令以及软状态定位的管理方案。相比于H-MPL     

基于IPv6的SIP移动性研究

为提高IP网络环境下的移动通信质量,提出对越界切换延迟的优化方案. 对SIP移动性进行研究,着重对IPv6环境下移动节点的越界切换过程进行分析. 给出IPv6路由发现、IPv6重复地址检测、IPv6路由选择、SIP会话重建和媒体流重定向过程的优化方法. 最后利用仿真环境对方案的可行性进行验证. 测试结果表明,方案可有效优化越界切换延迟,更好地适应移动通信的要求.     

用最大QoS共享路径算法改进MRSVP协议

在分析MRSVP(Resource Resercation Protocol with Mobile Hosts)协议的基础上,针对MRSVP协议在处理单播流时的缺陷,提出了最大QoS(Quaity of Service)共享路径的概念,给出了计算最大QoS共享路径的算法并对MRSVP协议进行了改进.分析结果表明,改进后的MRSVP协议相对改进前,在网络重载情况下,缩短了重新进行资源预留的路径,从而提高了资源预留成功率,增加了移动主机在子网间切换的成功率,缩短了移动主机切换的时间.     

Wi-Fi多通道车载Mesh网络MAC层快速切换管理方案

针对Wi-Fi多通道车载Mesh网络中移动客户端在不同的Mesh路由器间切换延时过高的问题,提出了一种快速MAC层切换管理方案。首先,将信道按优先级分为高优先级组、一般优先级组和低优先级组,优先级的数值表示信道可用的概率;然后,移动节点按组扫描所有信道,向一组中所有的信道发送完探测请求信息后,则回到原始信道收集回复信息;最后,当一个接入路由器的信号质量满足需求时,移动节点将终止扫描过程并进行认证、关联。实验结果表明,相比全扫描、选择性扫描和FHAP方案,所提方案减少了检测可用接入路由器的等待时间,并且大大地降低了切换过程中的数据包损耗比,实现了MAC层的平滑切换。     

面向集群的消息传递并行程序容错系统

为了保证大规模集群系统的可靠性和可用性,设计并实现了一个面向集群消息传递并行程序的容错系统。该系统采用检查点设置与卷回恢复技术,提出了基于内存排除的退出重进入并行环境策略,实现了对用户程序完全透明的容错功能、进程迁移以及系统自动重构。实验结果表明:检查点设置和系统恢复开销小于10%,符合大规模并行程序容错功能的要求。该系统提高了集群系统的可靠性和可用性,其设计结构和实现方法可以方便地移植到其他消息传递系统。     

一种利用域名系统支持主机移动的路由协议

当网络主机改变网络接入点时。传统的TEP／IP协议无法正常运作。这是由于IP地址的双重作用(既是主机的名也指明主机当前的网络位置)引起的，支持主机移动的网络协议SHMUD(Supporting Host Mobility Using DNS)用域名作为主机名。保留主机IP地址指示其当前网络位置的作用，解决了这一问题，SHMUD以域名服务系统作为它的位置目录，在每个移动主机可能访问的网络中安装移动代理，当移动主机从一个网络移动到另一个网络。并通过DHCP服务器获得了当地网络的一个IP地址后。向它的归属代理(Home Agent)发送登记请求，归属代理根据该移动主机的请求通知DNS服务器。DNS服务器就更新该移动主机的域名—地址映射。这样网络中其它主机利用域名与该移动主机通信时就可以直接将IP报发往该移动主机的当前IP地址了，在移动主机改变网络接入点的过程中，可能与其它主机正在进行通信。为保证通信不被中断(称为平滑越区)。SHMUD提出了一种新的机制以实现主机的平滑越区。此外，SHMUD还提供必要的安全措施使各个移动代理和DNS服务器不受网络攻击。最后，给出了SHMUD的原型系统和性能分析，与其它支持主机移动的路由方案如Mobile-IP相比，SHMUD实现了路径优化、资源的分布式管理、平滑越区以及身份验证等。此外，它只需要在移动主机可能访问的网络中安装移动代理，并在移动主机上安装必要的软件即可运行，不必进行大规模的软件升级，因此较适于在因特网中推广。     

基于内存功能划分的并行程序检查点策略研究

目前采用检查点设置技术的并行程序容错系统存在着不能透明处理通信环境变量的缺点,需要在设置检查点之前关闭进程间通信套接字,在恢复之后重新构建,为此提出了基于内存功能划分的通信隔离策略,分离计算模块和通信模块,避免对通信套接字的直接操作,完成了透明的容错功能.实验结果显示此策略对并行检查点系统性能有一定程度的改善,可以降低系统实现的复杂度,提高卷回恢复的可靠性,而且独立于并行系统,具有良好的移植性.     

基于阶层式组播的移动IPv6切换方案

分析了移动IPv6协议在切换过程中存在的缺点,提出一种基于阶层式组播技术的方案,从而改善了移动IPv6的性能.     

一种基于动态分级网关代理的移动IP缓存方案

研究移动IP下平滑切换的缓存方案.首先提出了一种动态分级的网关代理的模型,分析了在这个模型下的缓存过程,研究了缓存区的分配与管理,并进行了仿真测试.理论和仿真分析表明,将缓存分为网关代理和局部代理两级,局部代理动态形成,使缓存任务得以分散.采用的单缓存十字链表的缓存结构,及相应的释放和大小设置策略,有效地解决了移动节点切换丢失数据和TCP性能下降及数据乱序问题.为更好地研究移动IP平滑切换问题提供了基础.     

移动无线环境下两阶段提交协议的研究

针对移动无线环境下,传统2PC协议面临的断线、切换等一系列问题,在保留2PC协议的原则基础上,提出了一种新的M-2PC协议(移动2PC).通过协调者/参与者代理的方式,保证了分布式事务在移动环境下能够持续提交.为移动客户和服务器提供了更多的自由空间,从而减少无线通信中的不可靠影响.     

集成HIP和SIP的多层次移动管理方案

随着越来越多的移动终端接入到互联网,IP网络如何提供有效的移动管理成为了一个重要的问题。该文提出了一种集成主机身份标识协议(host identity protocol,HIP)和会话发起协议(session initiation protocol,SIP)的多层次移动管理方案,该方案在充分利用HIP和SIP各自优势的基础上,集成了系统中的位置管理服务器,从而有效地减少了系统信令损耗;同时,该方案根据不同类型的应用采取不同的移动切换流程,从而缩短了平均切换延时。数值仿真结果表明该方案在信令损耗和终端切换延时方面优于已有的移动管理方案。     

移动IP切换技术研究

移动IP使得移动终端在不同子网间移动时既不中断通信,又不用改变IP地址,是解决无线网络融合的较好方案.但是移动IP切换时延较大,需要改进.在总结了目前移动IP/分级移动IP常用的切换技术后,分析对比了这些技术的优缺点,得出了移动IP/分级移动IP体系结构上的缺陷;最后针对分级移动IP提出了一种分布式FA管理算法,解决了GFA管理区域业务量平衡问题,并提高了系统鲁棒性.     

改进型分层移动IPv6移动性管理策略

针对目前分层移动IPv6移动性管理策略在用户移动时无法达到无缝切换的缺陷,提出了改进型分层移动IPv6移动性管理策略(tMT-HMIP).该策略利用网络的层次化结构特性,通过改进切换触发机制、地址配置策略,对切换过程进行了优化.在移动终端向移动锚点(MAP)注册新链路地址的过程中,通过在移动锚点处建立临时地址映射表,将发往原链路地址的数据包缓存,并将其链路地址映射为新链路地址.保证从原链路失效之后到新链路建立之前,数据包不被丢失.仿真结果表明,该策略减少了切换绑定代价和切换延时,有效地避免了切换过程中数据包的丢失,达到无缝切换的目的.     

异构网下基于速度的自适应垂直切换算法研究

在异构网络垂直切换中一直存在着乒乓效应、网络利用率低和丢包率严重等问题．以往的算法虽然提出了改进的方法,但是没有考虑移动节点速度不同对切换效率的影响,在此提出了一种自适应主动预测的垂直切换算法．采用代价函数对可接入网络进行评估和选择;根据稳定周期、移动节点运动的速度和所处位置来自动调整切换执行时间,使移动节点能自适应的进行切换抉择．仿真结果表明,该算法可以有效地减少切换延时、分组丢失以及切换次数,能够有效地提高系统的切换性能。     

移动Internet中端到端QoS保证的准入及资源分配策略

目前对移动 Internet上服务质量 ( Qo S)的保证方法 ,大多没有考虑端到端 Qo S保证及准入与资源预留的结合 .文中提出了一种准入及资源预留策略 ,将应用服务分为三类 ,对其中两类服务同时考虑移动主机本地资源信息和移动范围内的资源信息 ,并改进资源预留协议 ( RSVP)来在相应 IP流路径上的所有网络节点进行准入控制和资源预留分配 ,从而达到移动 Internet上的端到端Qo S控制的目的 .仿真结果表明 ,该策略有效降低了服务的切换失败概率 ,保证了端到端 Qo S