轻量级的分布式实时系统节点状态发现与学习机制研究与实现

作     者：杨伟俊 

作者单位：北京邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：詹志强

授予年度：2015年

学科分类：08[工学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 081202[工学-计算机软件与理论] 

主      题：分布式实时系统 网络节点状态 网络节点状态发现协议 节点内部单元发现 节点状态检测中间件 

摘      要：分布式实时系统在当前技术背景下已有相当丰富的应用,比如实时股票系统,航空管制系统,军事导弹系统等,这些系统功能的实现高度依赖于分布式环境下节点协同工作。在分布式实时系统中,要达到节点间通信所必须的低时延,高可靠的指标,就要求在分布式实时系统中必须有高速可靠的节点状态探测和同步机制。 部分分布式实时系统运行于特殊的专用网络之上,在特殊专网环境下,每个节点维持高度自治性,底层网络拓扑架构丰富。而当前已有的分布式实时系统节点状态探测技术在不同程度上存在依赖网络中心,消息开销大,通信成本较高,针对性不够强,缺乏可拓展性等问题,不可满足该环境需求。另一方面,节点内部单元的状态也是系统探测功能的重要一环,而现有的节点状态发现机制多数并没有关注节点内部单元状态的发现。因此,针对分布式实时系统节点探测和同步问题,需要研究设计适用于异构无中心网络的,轻量级的,消息开销小的节点状态发现与学习机制,满足节点之间状态发现和节点内节点单元发现功能需求,并形成扩展性强的中间件。 本论文介绍了分布式实时系统相关概念和关键技术,研究当前分布式实时系统节点状态探测的技术特征和应用情况,提出总体研究目标。然后本论文从两个层面上进行分布式实时系统节点状态发现与学习机制的设计：针对节点之间的节点状态发现与学习问题,本论文提出了基于UDP的节点状态发现与学习协议通信,形成高效的节点状态发现协议通信机制;针对节点内部节点单元状态发现问题,本论文提出了基于共享内存机制的节点单元发现机制。在设计发现机制的基础上本论文设计并实现了分布式实时系统节点状态探测中间件,为分布式实时系统的节点协同工作提供了工程实践基础。