基于Rejuvenation策略的軟件可靠性方法研究.pdf

1、為避免軟件老化帶來的消極影響,貝爾實驗室的研究人員提出了稱為軟件Rejuvenation的主動性軟件容錯策略,即每隔一段時間,主動停止程序運行,清理程序的內(nèi)部環(huán)境,使重啟后的軟件進入一個正常的初始狀態(tài).目前,國外很多科研機構(gòu)都致力于軟件Rejuvenation技術(shù)的研究,部分的研究成果已應(yīng)用于實際系統(tǒng)中.該文以存在老化現(xiàn)象的軟件系統(tǒng)為研究目標,對基于Rejuvenation策略的軟件可靠性技術(shù)進行了研究.Rejuvenation作為一種

2、主動性、預(yù)防性的容錯策略,并不能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的被動容錯策略,這一策略和傳統(tǒng)策略的結(jié)合是一個有效的方法.該文提出了Rejuvenation和檢查點相結(jié)合的策略以改善軟件系統(tǒng)的性能.文中把定時Rejuvenation和定時檢查點技術(shù)結(jié)合起來,在Rejuvenation周期間插入適當數(shù)目的檢查點,用隨機回報網(wǎng)建立了三種情況下的系統(tǒng)模型:基本系統(tǒng)、單獨采用Rejuvenation技術(shù)的系統(tǒng)、結(jié)合Rejuvenation和檢查點的系統(tǒng).通過分析不同參

3、數(shù)配置下系統(tǒng)平均停機成本這一指標的變化規(guī)律,得到了合理的檢查點和Rejuvenation策略.關(guān)于Rejuvenation的大部分文獻都是針對長期連續(xù)運行的軟件,例如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等;該文采用"面向任務(wù)"的觀點,以執(zhí)行時間有限的單任務(wù)程序為研究對象,在程序運行過程中插入適當數(shù)目的Rejuvenation,以減小程序的執(zhí)行時間.文中利用隨機過程理論,給出了程序執(zhí)行時間的均值和方差的解析解,通過數(shù)值計算得到兼顧期望和方差的Rejuvenatio

4、n優(yōu)化策略.機群系統(tǒng)由于能提供硬件/軟件冗余、屏蔽單點失效,而且具有理想的性能價格比,已經(jīng)成為提供高可靠性網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的有效結(jié)構(gòu).該文以分配器/服務(wù)器架構(gòu)的機群系統(tǒng)為研究目標,采用Rejuvenation策略分別提高分配器、服務(wù)器這兩類實體的可用性,進而達到提高整個機群系統(tǒng)性能的目的.實驗結(jié)果表明,采用定時Rejuvenation策略時,當前端的分配器和后端的服務(wù)器都選擇合適的Rejuvenation時間間隔,可以有效的減少機群系統(tǒng)總的停機

5、成本.該文以應(yīng)用廣泛的Apache網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器軟件為研究目標,用不同連接率的負載對服務(wù)器進行了長期的測試.文中首先通過對響應(yīng)時間、剩余內(nèi)存等指標的分析驗證了軟件老化現(xiàn)象的存在,并且分析了不同的負載對資源損耗情況的影響.然后,該文采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法相結(jié)合的方法研究系統(tǒng)資源的使用情況,根據(jù)歷史數(shù)據(jù)對資源的使用進行建模,預(yù)測資源在未來時刻的使用情況.實驗結(jié)果表明,遺傳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法可以有效的預(yù)測資源的使用情況.基于Rejuvenation策略