【摘要】： 機(jī)群系統(tǒng)的規(guī)模增大,部件增多,導(dǎo)致了機(jī)群的組合錯(cuò)誤率也不斷上升。節(jié)點(diǎn)失效使運(yùn)行于機(jī)群節(jié)點(diǎn)上的作業(yè)面臨中途失敗,從而造成巨大的資源浪費(fèi),甚至導(dǎo)致大的作業(yè)無法完成。檢查點(diǎn)系統(tǒng)為節(jié)點(diǎn)提供了較好的容錯(cuò)性能,因此成為機(jī)群操作系統(tǒng)軟件的重要組成部分。通過建立單機(jī)檢查點(diǎn)系統(tǒng)可以提高操作系統(tǒng)的可靠性,減少運(yùn)算損失,同時(shí)也為構(gòu)造其他容錯(cuò)軟件,甚至是建立整個(gè)機(jī)群環(huán)境的并行檢查點(diǎn)系統(tǒng)提供基礎(chǔ)。 本文主要針對(duì)單機(jī)檢查點(diǎn)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行研究,并以曙光4000系列機(jī)群為平臺(tái),重點(diǎn)討論了系統(tǒng)級(jí)檢查點(diǎn)的平臺(tái)相關(guān)性和性能優(yōu)化策略。曙光4000A中使用的Opteron是基于AMD公司的x86-64架構(gòu)的處理器。目前還沒有開源的檢查點(diǎn)系統(tǒng)對(duì)該體系結(jié)構(gòu)提供過支持或者相關(guān)技術(shù)探討。 本文首先分析比較了現(xiàn)有檢查點(diǎn)系統(tǒng),對(duì)檢查點(diǎn)實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行深入研究,重點(diǎn)討論了系統(tǒng)級(jí)檢查點(diǎn)BLCR的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。 然后通過對(duì)x86-64體系結(jié)構(gòu)的分析,實(shí)現(xiàn)了BLCR對(duì)AMD Opteron的支持,并對(duì)系統(tǒng)級(jí)檢查點(diǎn)的平臺(tái)相關(guān)性進(jìn)行了探討。 最后提出了兩種檢查點(diǎn)系統(tǒng)中進(jìn)程地址空間的優(yōu)化存儲(chǔ)策略。其中組合式檢查點(diǎn)文件寫策略解決了并發(fā)寫機(jī)制在應(yīng)用內(nèi)存接近物理內(nèi)存時(shí)的性能突降問題,A-O(Access-Order)進(jìn)程地址空間存儲(chǔ)策略調(diào)整傳統(tǒng)地址空間的存儲(chǔ)順序,使大內(nèi)存應(yīng)用的檢查點(diǎn)操作性能得到了大幅度提升。實(shí)驗(yàn)表明,A-O進(jìn)程地址空間存儲(chǔ)策略最高可以將傳統(tǒng)的存儲(chǔ)策略的時(shí)間開銷縮減至原來的50%。
【圖文】：

第 2 章 檢查點(diǎn)研究現(xiàn)狀查點(diǎn)技術(shù)并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)檢查點(diǎn)技術(shù)就是通過各種協(xié)議的設(shè)計(jì)，利用單進(jìn)/恢復(fù)利用消息傳遞系統(tǒng)進(jìn)行通信的并行程序的狀態(tài)。遞系統(tǒng)全局一致狀態(tài)息傳遞系統(tǒng)由一些相互協(xié)調(diào)合作運(yùn)行的分布式應(yīng)用程序進(jìn)程組成過消息傳遞來通信，且與外界（outside world）通過發(fā)送輸出行交互。圖 2.1 給出了一個(gè)包含 3 個(gè)進(jìn)程的消息傳遞系統(tǒng)。

圖 2.1 具有 3 個(gè)進(jìn)程的消息傳遞系統(tǒng)消息傳遞系統(tǒng)的全局狀態(tài)包括所有參與進(jìn)程的局部狀態(tài)以及通信通統(tǒng)狀態(tài)定義為：系統(tǒng)狀態(tài)中不包含孤立消息。孤立消息定義為：消，但是發(fā)送事件卻丟失了。圖 2.2 給出了一致狀態(tài)和非一致狀態(tài)的，表示 m1 已經(jīng)被發(fā)送，，但是還沒有被接收。m1 稱為傳遞中消息。統(tǒng)全局狀態(tài)的一部分，這些消息不會(huì)導(dǎo)致不一致。(b)是非一致狀態(tài)，記錄下來，實(shí)際 P1 的狀態(tài)記錄 m2 還沒有發(fā)送。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院（計(jì)算技術(shù)研究所）
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號(hào)】：TP338

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本文編號(hào)：2608788