An adaptive handoff management for fault tolerant mobile computing

<正> Due to the mobility of mobile hosts,checkpoints and message logs of the computing process may disperseover different mobile support stations in the checkpointing and rollback recovery protocol for mobilecomputing.Three existing checkpoint handoff schemes do not give well consideration to the efficiency offailure-free process execution and the recovery speed of the failure process at the same time.A dynamicadaptive handoff management of the checkpointing and rollback recovery protocol for mobile computing isproposed in this paper.According to the individual feature and current state of each mobile host,differentimplementations are selected dynamically to complete the handoff process upon the handoff event.Performance analyses show that the proposed handoff management incurs a low loss of performance duringfailure-free and achieves a quick recovery upon the process fault.     

一种基于PVM的交错一致检查点算法

研究了一种基于PVM的交错一致检查点算法，该算法对系统资源的战胜率小，冻结时间短，尤其当计算节点具有多个处理器时，进行检查点操作不会由于对存储器的争用而导致用户进程的冻结，提高了检查点算法的效率，同时，该算法的IPC机制是基于PVM的消息传递机制，因而所有操作对用户程序是透明的。     

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.     

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.     

Checkpointing Scheme for Relevant Distributed Real-Time Tasks

IntroductionReal-ti me response and reliability are the mostconcerned characteristics for perfor ming distributed real-ti me tasks in a safety critical system. Generally , adistributed real-ti me scheduling is adopted to ensure thereal-ti me response first , and fault-tolerant method ofresource redundancy is needed then.For transient faults in the certain occurrence andrecovery rates ,this paper studies the fault-tolerant methodbased on the static scheduling for distributed real-ti metasks . T…     

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。     

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。     

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.     

一种分布式实时内存数据库的系统故障恢复模式

提出了一种适合分布式实时内存数据库的、基于日志的故障恢复模式.在该恢复模式中,日志记录被存储在非易失高速存储设备中,非易失日志存储区依据事务类型被分成四个不同的日志分区,不同类型事务的日志被存储在不同的日志分区;采用了执行频率动态可调的模糊检验点模式,在检验点执行过程中,一些无用的日志记录被删除;故障发生后,系统重启、恢复时,分区重装策略被采用;恢复算法结合相关恢复协议,确保了全局事务故障的原子性.实验显示,该故障恢复模式明显地改进了系统性能,提高了实时事务满足截止期的比率.     

A state-based dynamic location management scheme

We consider a state-based dynamic location management scheme, in which, the user is partitioned into different mobility state set. And its location area size is changed dynamically corresponding to the state set that it belongs to. Comparing with the fixed LA scheme, numerical experiment result shows it's performance can be improved by 30% while the current location and paging procedure can still be applied. Besides, as this scheme need not process complicated user information, the requirement of computing power decreases significantly than the user-based schemes. Our scheme can be used in current 2G mobile systems (such as GSM, CDMA) and the third generation (3G) mobile systems with slightly modifying of the equipment software. Foundation item: Guangzhou Jinpeng Group post-doc fund (2000-1) Biography: Cao Peng (1973-), male, Post doctor. Research direction: mobile communication and information security.     

Fault-Tolerant Mechanism of the Distributed Cluster Computers

The distributed system with high performance and stability is commonly adopted in large scale scientific and engineering computing. In this paper, we discuss a fault-tolerant mechanism under Linux circumstance to improve the fault-tolerant ability of the system, namely a scheme and frame to form the stable computing platform. In terms of the structure and function of the distributed system, active list and file invocation strategies are employed in the task management. System multilevel fault-tolerance can be achieved by repeated processes in a single node and task migration on multi-nodes. Manager node agent introduced in this paper administrates the nodes using the list, disposes of the tasks according to the nodes' performance, and hence, to be able to make full use of the cluster resources. An evaluation method is proposed to appraise the performance. The analyzed results show the usefulness of the scheme proposed except for some additional overhead of memory consumption.     

一种基于改进HMIPv6的移动网络路由优化方案

以支持NBS协议(NEMO basic support protocol)的移动网络为研究对象,针对移动性管理和路由优化问题,提出基于改进HMIPv6的移动网络路由优化方案.将HMIPv6与NBS整合并构建层次化网络架构,利用HMIPv6的区域化管理机制降低移动网络内的移动节点注册开销.对HMIPv6进行改进,设计全新移动网络路由优化方案,消除移动网络内部节点通信过程中所存在的冗余路由.分析结果表明,同NBS对比,本方案在额外数据包开销和移动管理开销方面具有显著优势.     

基于身份的并行增量移动云存储方案

针对移动云计算环境中的数据存储问题,提出了一种基于身份的并行增量移动云存储方案.该方案引用了并行计算思想,使用密文聚合技术,充分挖掘了现有移动客户端的性能,在效率和能耗之间达到了平衡;使用增量代理重加密算法,在将部分计算迁移至云计算中心的同时,提高其整体性能;不使用传统公钥证书,既减少了密钥管理压力,也实现了信息的保密性和完整性.实验表明,该方案提高了CPU的使用率,具有较强的可用性.     

一种记忆性移动定位管理策略及其性能分析

针对当前的定位管理策略消耗大量无线带宽资源的缺点，提出了一种基于记忆性的智能定位管理策略，比较了顺序寻呼和并行寻呼两种方法对策略性能的影响。由于寻呼开销和寻呼延迟之间存在折中关系，在执行 该定位管理策略时，系统可以根据用户的移动预测水平和对服务质量的要求灵活选择不同的寻呼方法，从而提高系统资源利用率和服务质量。理论分析和数值计算结果均表明，在液体流动运动模型下，该策略比传统定位策略节省了大量的无线带宽资源。     

一种用于MPRN的多播路由协议

提出了一种采用按需路由发现策略的移动分组无线网多播路由协议.协议采用了基于网格的方案.在协议中不需要维护全局的路由信息,通过按需路由发现过程,动态更新路由信息和建立多播转发组.多播数据包在转发组成员间进行有限泛洪,使协议能够降低带宽的占用及减少路由更新信息的传播.仿真实验说明,协议在带宽较窄、多播组成员数量变化较大的移动分组无线网环境中,具有较好的可靠性和工作效率.     

移动分布式数据库系统中合作事务恢复技术

形式地给出了合作事务定义及事务间由于消息交换而形成的各务间的检验点依赖和恢复依赖，基于这些定义，某一事务记检验点时，所有检验点依赖于该事务也记检验点，当某一事务恢复时，所有恢复依赖于该事务的事务也恢复到其检验点的状态，开发了一种适合于移动环境的事务恢复技术，；在事务正常的消息传送中，通过额外的一点带宽附加传送事务间的依赖关系，在事务记检验点时，尽可能并行地通知所有相关的事务记检验点，实验表明，该事务恢复技术能减少系统检验点的响应时间，提高系统的恢复速度及系统吞吐率，对网络带宽的要求基本没有增加。     

可监管的工业物联网数据共享方案

针对当前工业数据共享存在中心化、监管困难和数据安全等问题,提出了一种在工业物联网环境下的安全、高效和可监管的数据共享方案。该方案引入监管机构来控制授权令牌发放,保证数据共享活动的可控性。结合门限代理重加密和区块链技术,将系统初始化和重加密任务分配给共识节点来完成,减轻系统计算开销。利用智能合约和零知识证明技术自动验证数据的有效性,保障了数据用户的权益。此外,高效的共识算法提高了区块链系统处理交易的速率。经安全性分析和性能分析表明,该方案在大规模工业数据共享场景中能更加安全高效地共享数据。     

基于格的两轮多重签名方案

为了抵抗量子攻击且进一步降低通信代价，基于代数格提出了一种支持公钥聚合的两轮多重签名方案(TLMS方案)，其安全性可归约于求解环上小整数解(Ring-SIS)问题，并在随机预言机模型下给出方案的安全性分析.相比于现有多重签名方案，基于格上困难问题构造的TLMS方案生成多重签名时仅需进行2轮交互，具有较小的计算开销和通信开销，可满足量子时代最新的安全需求.     

SDN中一种基于网络的分布式移动管理方案

传统的分布式移动管理方案虽然能解决集中式移动管理方案的不足,但在移动结点发生切换时,仍然需要建立隧道,从而增加了网络开销.为了解决这一问题,利用软件定义网络(SDN)中控制平面与转发平面相分离的特点,在SDN架构下提出一种新的基于网络的分布式移动管理方案(NNDMM),该方案能充分发挥SDN的优点,同时不会给控制器造成额外的压力.建模分析表明:相对于传统的分布式移动管理方案,无论在信令费用上,还是包递送费用上,NNDMM方案都有明显的优势.     

面向边缘计算的物联网网络流量测量方法

在物联网中,边缘计算能够提供物联网计算的实时性,减少网络中数据的传输量.为了适应物联网技术的发展,研究了采用软件定义网络(SDN,software defined networking)架构的物联网网络,并利用SDN提供的方法对网络中的流量进行测量.细粒度流量测量可以更准确地描述网络中的流量,但同时也需要消耗大量的测量开销.为了减少测量过程中产生的开销并获得近似的细粒度测量,提出了一种面向边缘计算的物联网网络流量测量方案.新测量架构采用粗粒度测量和插值优化等方法进行测量.首先,在文中采用随机抽样方法通过OpenFlow协议快速获得粗粒度的网络流量测量.接着,对粗粒度的网络流量进行插值恢复,并利用多约束的优化方法对插值结果进行优化,直到找到满足条件约束的最优细粒度流量测量结果.最后,文中通过实验验证了所提出的测量方法的可行性和有效性.