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精品论文 参考文献 试析计算机服务器系统容错技术 　张娜 　　（机械工业第四设计研究院有限公司，河南洛阳471039） 　　摘要：随着信息技术的发展，计算机服务器系统在我国的得到了非常广泛的应用，小到中小企业，大到电力、国防、卫生等重点行业都离不开计算机服务器系统提供不间断的工作。因此，一旦计算机服务器系统发生故障，就可能会带来巨大的经济损失。基于此，本文对计算机服务器系统的容错技术进行了探讨。 　　关键词：计算机；服务器；容错技术 　　前言 　　科技改变生活，网络逐渐也成为人们日常生活中不可或缺的一部分，现代生活却是经历了翻天覆地的巨大变化。各行各业或者各种团体机构、组织等对计算机系统的应用也日益广泛，无论是个人档案管理还是什么，还是企业文件机密的保存，都需要经常翻阅、整理、归类，传统的方式是标签好它们的位置，??而节省时间。可即使是这样，依然存在很多漏洞和不便之处，但是计算机服务系统却为我们大大提供了方便之处。 　　1计算机服务器系统容错技术概述 　　所谓计算机故障，是指由于计算机部件的物理实现、环境影响、操作错误或者是设计缺陷等原因，引起计算机系统的硬件或者软件的错误的状态。故障检测、诊断和恢复技术是计算机容错技术的重要组成部分。如果计算机系统要进行故障恢复，就要首先采用检测、诊断技术确定故障所处的位置等，这是恢复的前提，最后在恢复技术的作用下使得计算机系统恢复到无故障时的状态继续正常运行。当前运用的计算机容错技术的最基本方法为冗余技术，而硬件冗余技术、软件冗余技术、信息冗余技术和时间冗余技术是冗余技术的四个主要组成部分。 　　2计算机服务器系统容错技术分析 　　2.1硬件错误容错技术 　　（1）硬件冗余 　　在硬件错误容错技术中采用的硬件冗余技术主要分为部分冗余和完全冗余两种主要方式。对于完全冗余方式来说，按照工作方式的不同可以分为热备、冷备、温备以及双工等四种方式。这四种方式的主要工作方式示意图如下所示： 　　 　　图1 热备、冷备、温备以及双工四种主要工作方式 　　热备工作方式：在该工作方式之下，两个互为冗余的计算机服务器系统都处于加电工作状态，但是热备计算机系统并不对系统的处理结果进行输出。一旦主计算机系统发生故障，热备计算机系统将接手继续进行工作。等到系统故障修复完毕之后，热备的机器便重新变成备机。 　　冷备工作方式。和热备方式不同的是，冷备工作方式的备用计算机系统是处于不加电状态，一旦主机发生故障，冷备机器将接手，故障完成后重新变为备用机。 　　温备工作方式。冗余的两个系统都处于加电状态，一个工作，一个处于等待状态。如果工作的机器发生故障；另一个便接手继续进行工作，故障恢复后自动变成备用等待的机器。 　　双工工作方式。在该种方式下，两个机器同时进行工作，同时进行处理结果的输出，在发生故障后，对两个机器的结果进行输出比较。 　　（2）信息冗余 　　所谓信息冗余即在原始数据中附加若干位的冗余信息以达到故障检测或故障恢复等目标的容错技术，包括检错编码与纠错编码2种。检错编码可以自动地发现错误，而纠错编码具有自动发现错误和纠正错误的能力。编码技术常用在信息的传输、存储和处理中。 　　（3）时间冗余 　　在非硬件冗余、非强实时系统中，可使用时间冗余技术来达到容错目的。时间冗余的工作方式主要有两种，第一种是RSHW，即在同一硬件上对同一数据在不同时间片执行同一指令集。第二种是使用数据延迟设备及表决电路结合，将一次数据处理的输出结果通过设置不同的延迟大小而复制成多个版本并在表决器处进行比较。 　　2.2软件错误容错技术 　　相对于硬件系统的故障研究，软件错误显得较为困难。当前还没有形成一套成熟而且完整的方法来对软件系统的可靠性、设计错误等进行检测。当前应用较为普遍两种软件故障恢复策略，一种是前向恢复；一种是后向恢复。对于前向恢复来说，将计算机当前计算状态继续进行下去，将之后的状态恢复到连贯的正确状态。而后向恢复，顾名思义，是将计算机系统状态恢复到前一个正确的状态。 　　（1）前向恢复 　　目前应用的前向恢复状态的方法主要为N-versionProgramming方法，该方法的基本思路是由不同的团队独立设计，使用不同的方法，不同的设计语言，不同的开发环境和工具来实现。目的是减少各个版本软件在表决点上出现相关错误的概率。其相关的工作方式示意图如下所示： 　　 　　图2 N-version Programming 方法工作方式 　　（2）后向恢复 　　当前应用较为普遍的后向恢复方法主要有恢复块方法和防卫式程序设计方法两种，以恢复块方法来说，其在同一个功能之下，有主块和若干个后备块的概念，一旦主块投入运行后没有通过验收测试，就可以指定第一个后备块运行，从而成为主块，依次顺序直至耗尽所有的后备块。在该种方式下，设计的主块和后备块之间