顏興輝

摘要：在經(jīng)濟發(fā)展速度逐漸加快的過程中，信息已經(jīng)成為個行業(yè)發(fā)展的根本。伴隨著信息時代的到來。計算機已經(jīng)成為信息系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。就當代企業(yè)而言，計算機提供及時可靠的信息與服務(wù)已經(jīng)是必不可少的，同時也是多部門的關(guān)鍵，不少部門已經(jīng)對計算機系統(tǒng)產(chǎn)生出一定的依賴性。但是計算機的硬件與軟件不可能不會出現(xiàn)故障，一旦故障出現(xiàn)就會帶來難以估量的損失。這其中計算機運作的關(guān)鍵性問題就是可靠性，而容錯技術(shù)是計算機可靠性的保證。該文就容錯技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的應(yīng)用進行論述。

關(guān)鍵詞：容錯技術(shù)；計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；應(yīng)用

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）24-0031-02

在網(wǎng)絡(luò)時代快速發(fā)展的過程中，電子商務(wù)為人們帶來一種嶄新的生活模式。電子商務(wù)涉及領(lǐng)域越來越寬泛，甚至出現(xiàn)全球蔓延的現(xiàn)象。如果電子商務(wù)涉及全球市場，就會出現(xiàn)信息急劇增長的情況。即便是再堅固的平臺也是一大嚴峻的考驗。同時，在客戶要求越來越高的前提下，造成系統(tǒng)高性能與始終如一的可靠性方面承受著越來越大的壓力。基于此種情況，對全球性的電子商務(wù)系統(tǒng)與客戶隱私進行保護是安全措施的關(guān)鍵。就優(yōu)秀的電子商務(wù)系統(tǒng)而言，在線客戶找不到與需要相匹配的東西，那么就會立即選擇其他的廠商。如果沒有滿足商定的正常運行時間要求，那么就要面對嚴厲的懲罰。在這種環(huán)境中，可用性并不是一項簡單的選擇，而轉(zhuǎn)變成為命令執(zhí)行。因此，容錯技術(shù)已經(jīng)成為電子商務(wù)運營商構(gòu)造自己系統(tǒng)的首要選擇。

1容錯技術(shù)的應(yīng)用方法

容錯技術(shù)對計算機系統(tǒng)良好的運行具有非常重要的意義。在計算機系統(tǒng)運行的過程中，如果整個系統(tǒng)出現(xiàn)故障，則可以通過容錯技術(shù)促使起保持良好的狀態(tài)繼續(xù)運行。而容錯技術(shù)的具體應(yīng)用需要通過有效的方法才得以實現(xiàn)。

1.1冗余設(shè)計

在計算機逐步發(fā)展以及計算機系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域越來愈寬泛的情況下，影響計算機實際工作的一個關(guān)鍵性問題就是可靠性[1]。而要保證計算機技術(shù)的可靠性，就需要借助容錯技術(shù)。容錯技術(shù)其實就是在計算機因為器件老化、錯誤輸入以及原始設(shè)計和外部環(huán)境影響等多種因素下引起異常行為維持系統(tǒng)正常運行的技術(shù)總稱。簡單來說就是在計算機系統(tǒng)發(fā)生故障的時候通過容錯技術(shù)促使系統(tǒng)得以正常的運行。要想容錯技術(shù)在計算機系統(tǒng)運行的時候充分發(fā)揮出作用，就需要借助冗余。通過冗余可以將錯誤的信息屏蔽或者是利用重構(gòu)來促使系統(tǒng)緩慢的降級，繼而計算機能夠在出現(xiàn)故障的時候不會影響正常操作。

1.2集成技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展速度也在不斷加快。在環(huán)境與應(yīng)用條件不斷提高的過程中，用戶在系統(tǒng)計算速度與可靠性方面提出了更高的要求?；诖?，新型的集群計算系統(tǒng)開始出現(xiàn)在計算機系統(tǒng)中，并逐漸成為主流。用戶利用集群系統(tǒng)就能夠?qū)⒊Ｒ姷挠布到y(tǒng)轉(zhuǎn)變成為組合機群。如此，用戶就能夠根據(jù)實際需要增加硬件，并將系統(tǒng)的可用性與伸縮性提高。采用這樣的方式，提高系統(tǒng)使用性能的同時，還能夠降低整個系統(tǒng)運行的成本。為方便用戶，即便集群系統(tǒng)是一個普通的系統(tǒng)，但是其中有包含相應(yīng)的處理單元，不同的單元其實有著獨立的空間，并利用高速或者是標準的商品網(wǎng)絡(luò)來進行連接。集群應(yīng)用的時候可以達到這么兩個目的，即在沒有用戶參與的情況下促使系統(tǒng)保持在最佳的運行狀態(tài)；另外就是一個或者部分節(jié)點在失效的時候，其他節(jié)點可以順利的階梯工作，促使集群系統(tǒng)能夠正常的對外提供服務(wù)，實現(xiàn)容錯能力。

2 容錯技術(shù)的相關(guān)性

研究分析容錯技術(shù)的主要目的就是要消除由于故障產(chǎn)生停機結(jié)果的出現(xiàn)。其實就計算機系統(tǒng)來說要正確認識到容錯技術(shù)，需要將故障、失效與錯誤之間的關(guān)系區(qū)別開，這樣才能夠促使容錯技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中更好的應(yīng)用。

2.1故障分類

通常情況下，計算機網(wǎng)路系統(tǒng)在運行的時候會出現(xiàn)多種不同類型的故障。研究分析就會發(fā)現(xiàn)，故障主要有這么幾類，即永久性故障、間歇性故障以及偶然性故障。根據(jù)不同的故障需要采用不同的容錯方法。對永久性故障，則可以利用診斷程序來定位故障，隨后就可以采取糾錯措施；針對間歇性故障，因為出現(xiàn)故障的時間比較短，也就無法利用診斷程序，但是這種故障重復(fù)性特點表現(xiàn)得非常明顯，并且還會提供一個判斷錯誤的機會。針對這種故障可以通過軟硬件的方式來修復(fù)；而對于因為環(huán)境因素引起的偶然性故障，則是一件比較困難的事情，該故障只會一閃而過，關(guān)于故障的各個因素都難以確定，但是結(jié)果已經(jīng)產(chǎn)生，唯有通過改善環(huán)境來減少由于環(huán)境引起的偶然性故障[2]。從這就可以看出，就故障的特點來看，將間隙性故障與偶然性故障消除掉，屬于容錯技術(shù)的關(guān)鍵部分。其實在實踐終究會發(fā)現(xiàn)，間歇性故障與偶然性故障所占比例較大，因而也就是系統(tǒng)出錯的主要原因。因此，容錯技術(shù)應(yīng)當主要解決的是如何糾正間歇性故障與偶然性故障引起的錯誤。

2.2比較典型的容錯設(shè)計

在計算機系統(tǒng)中，容錯技術(shù)中必然含有幾項比較典型的容錯設(shè)計。首先，冗余設(shè)計。通常情況下，容錯技術(shù)總是會與冗余相聯(lián)系。在計算機系統(tǒng)某一部件出現(xiàn)錯誤的時候，冗余設(shè)計就是要針對該錯誤配備相應(yīng)的不見來接替。如果接替的部件僅僅是來提高系統(tǒng)的可靠性，且不會對系統(tǒng)的計算性能產(chǎn)生影響，就應(yīng)當屬于冗余。冗余可以通過關(guān)鍵性部件配備多份、關(guān)鍵性操作配備若干個可選擇程序與糾正錯碼以及操作重復(fù)等方式來實現(xiàn)冗余。目前的冗余設(shè)計主要是在功能部件上為一級，可以借助檢測與切換等裝置來實現(xiàn)檢錯或者是糾錯。其次，雙擊并聯(lián)結(jié)構(gòu)。在以前，為提高系統(tǒng)運行的可靠性，需要給予相應(yīng)的條件，并且利用雙擊并聯(lián)的形式來控制整個系統(tǒng)，簡單來說就是在兩臺完全相同的計算機利用雙擊部件來控制整個的并聯(lián)工作，其實這也是傳統(tǒng)冗余方式的一種體現(xiàn)。雙擊并聯(lián)系統(tǒng)不僅需要具備兩套硬件與軟件系統(tǒng)，還得有與之相應(yīng)的切換管理軟件。而為保證整個系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，就需要運行的時候進行不同的檢查，即檢查點檢查與聯(lián)機相互健康檢查。如果兩臺相連的計算機同時運行，就能夠利用處理與檢查來處理各項檢查結(jié)果。但是如果兩者不相同，就有可能出現(xiàn)錯誤，繼而分別對不同的計算機進行錯誤排查。并切粒計算機，進入到維修狀態(tài)，保證系統(tǒng)在單臺計算機下可以繼續(xù)的運行。最后，部件級容錯系統(tǒng)[3]。這種系統(tǒng)容錯通常都是單機配置，并沒有切換軟件。有利于用戶開發(fā)管理，同時容錯對用戶是透明的，這樣就能夠降低開發(fā)的費用。這項設(shè)計其實簡單說來就是故障檢測與故障處理。在故障出現(xiàn)的時候，為實現(xiàn)容錯，就需要對每種電路板與外圍設(shè)備進行擴充。這樣計算機在加電的時候就可以診斷。有助于將潛藏性的問題找出來。而故障處理則是在電路板或者是連接設(shè)備出現(xiàn)故障的時候，就會立即退出服務(wù)，電路板的指示燈量，并向操作系統(tǒng)發(fā)出信號，操作系統(tǒng)就會判斷出錯是瞬時性還是持久性。維護軟件與應(yīng)用軟件是并發(fā)運行的，并且對用戶是透明的，由于雙工工作的部件保證持續(xù)地以最佳速度運行，因此故障不會影響性能。

3 容錯技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的應(yīng)用

最近幾年，在客戶對系統(tǒng)安全性要求不斷提高的過程中，以及客戶對系統(tǒng)關(guān)鍵性應(yīng)用可靠性要求不斷增加的情況，可靠的系統(tǒng)方案已經(jīng)成為用戶的一大需求。該系統(tǒng)必須要不斷擴展計算機的性能，同時還要提高系統(tǒng)的可靠性。在這樣一種情況下，集群技術(shù)逐漸引起人們的注意。作為一種技術(shù)，集群技術(shù)將不同的系統(tǒng)聯(lián)系到一起，促使兩臺服務(wù)器能夠像一臺機器那般工作，就好比是一臺機器。維護軟件與應(yīng)用軟件是并發(fā)運行的，并且對用戶是透明的，由于雙工工作的部件保證持續(xù)地以最佳速度運行，因此故障不會影響性能。

3.1集群的概述

集群技術(shù)是相互獨立于服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的單一系統(tǒng)，同時采用單一系統(tǒng)模式進行管理。通常情況下，將所有的計算機必須有一個相應(yīng)的名稱，這樣集群中運行的系統(tǒng)可以供所有的網(wǎng)絡(luò)用戶使用[4]。單項集成技會有與之相應(yīng)的儲存空間服務(wù)器。如果在一個系統(tǒng)內(nèi)加以應(yīng)用，那么所有的應(yīng)用數(shù)據(jù)都會存儲到該空間內(nèi)。與此同時，不同的服務(wù)操作系統(tǒng)與應(yīng)用操作文件都會被存儲在與之相應(yīng)的空間內(nèi)。如果是同一項集成技術(shù)，即便是不同的節(jié)點也需要通過相同的局域網(wǎng)來保持聯(lián)絡(luò)。如果是同一各節(jié)點服務(wù)器出現(xiàn)了故障，那么這一臺服務(wù)器的所有的程序就會自動的被另外一臺服務(wù)器接管。如若出現(xiàn)故障，應(yīng)用服務(wù)器就會重新的啟動或者是另外一臺服務(wù)器接管。只要是同一個局域網(wǎng)，只要是出現(xiàn)故障，用戶就會很快地連接到其他的應(yīng)用服務(wù)上。在集群中，錯誤接管技術(shù)經(jīng)常食用在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器與MA兒服務(wù)器中。由于使用這樣的集成技術(shù)就相當于是實現(xiàn)了共享存儲設(shè)備的應(yīng)用，因此必然會增加使用費用。但是如果同時使用數(shù)臺機器集群，就能夠?qū)⑾到y(tǒng)的可用性與擴展性相應(yīng)的提高。

3.2容錯接管集成技術(shù)的應(yīng)用

所謂的容錯接管集成技術(shù)，其實就是在相同的網(wǎng)絡(luò)中啟用不同的服務(wù)器將各項容錯技術(shù)以期各項都能夠保持聯(lián)系，節(jié)點不相同，其實在運行的時候都會有各自應(yīng)用的特點。在節(jié)點出現(xiàn)故障的時候，利用集成系統(tǒng)的指定服務(wù)在最短的時間內(nèi)對出現(xiàn)故障的數(shù)據(jù)進行接管，同時還能夠進行應(yīng)用，這樣就能夠為用戶提供相應(yīng)的服務(wù)。

3.3容錯集成技術(shù)的應(yīng)用

就計算機容錯技術(shù)來說，集成技術(shù)應(yīng)當屬于非常典型的技術(shù)。在整個計算機的容錯系統(tǒng)內(nèi)，每個部分都有與之相匹配的冗余設(shè)計。容錯集成技術(shù)的各節(jié)點會與之相對應(yīng)的節(jié)點相互聯(lián)系，同時在其間還會應(yīng)用到硬盤、CPU以及I/O等具有共享性的系統(tǒng)[5]。從本質(zhì)上來說，容錯集成技術(shù)不同節(jié)點有著相應(yīng)的獨立系統(tǒng)，并且不同的系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的組成部分。在容錯集成系統(tǒng)內(nèi)，節(jié)點在相互切換的時候是很容易的實現(xiàn)，不會受到時間的限制。即便容錯集成技術(shù)在軟硬件設(shè)計方面有著非常高的要求，并且涉及的成本相對較高，但是該項技術(shù)的可用性是比較高的。這對財政和金融相關(guān)部門來說是最佳的選擇。

4 結(jié)語

總而言之，在計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)逐步發(fā)展的過程中，要保證計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運行的可靠，運行中獲取的各種技術(shù)可以保證安全性，就需要冗余技術(shù)應(yīng)用于其中。

參考文獻：

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[5] 龔健，楊孟飛.基于可進化硬件的容錯技術(shù)及其原理[J].航天控制，2012，17（06）：67-69.