基于故障树和优先级的混联系统冗余备份软件通用化设计与实现

摘要

在军事、医疗、金融和通信等领域，系统的高可靠性是一个基本的要求。除了采用定期备份数据等容灾备份方法以外，客户也对系统提出了7×24无间断服务的需求，要求系统的可靠性达到99.999%以上。这就要求系统在硬件上必须提供冗余备件，在软件上也要提供相应的控制管理程序，相互协调、相互配合以达到系统整体高可靠的目标。系统的组织结构一般可以归结为某种形式的混联系统。本文通过基于故障树和优先级的方法，实现了混联系统冗余备份软件的通用化设计。一旦元件的状态发生改变，软件将沿故障树进行优先级的逐层更新，并通过重新比较候选元件的优先级来重新设置它们的主备角色，同时释放出对应的通知事件来触发其它模块对此进行实时处理。在此方案中，系统间的差异体现在故障树的拓扑，但它们共享同一种基于优先级的调度算法。其积极意义在于将系统的共性与个性相互分离，减少了系统维护与升级的成本，这与软件工程中所提倡的高可重用性原则是一致的。

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 问题的提出

1.2 论文的主要工作和贡献

1.3 论文的结构安排

第二章 产品的系统组织结构

2.1 串联系统

2.2 并联系统

2.3 混联系统

2.4 复杂系统

2.5 K-OUT-OF-N 系统

2.6 本章小结

第三章 系统的抽象建模和特征分析

3.1 故障树的事件定义

3.2 故障树的图形表示

3.3 故障树的定性分析

3.4 故障树的定量计算

3.5 本章小结

第四章 系统的决策依据和内部状态

4.1 系统的决策依据

4.2 系统的内部状态

4.3 本章小结

第五章 冗余备份管理平台的软件实现

5.1 故障树数据结构的构建

5.2 优先级再评估的计算方法

5.3 基于故障树和优先级的角色调整

5.4 冗余备份软件平台的对外接口

5.5 本章小结

第六章 总结和展望

6.1 论文总结

6.2 课题展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文