容错技术在计算机网络系统中的应用

颜兴辉

摘要：在经济发展速度逐渐加快的过程中，信息已经成为个行业发展的根本。伴随着信息时代的到来。计算机已经成为信息系统的关键设备。就当代企业而言，计算机提供及时可靠的信息与服务已经是必不可少的，同时也是多部门的关键，不少部门已经对计算机系统产生出一定的依赖性。但是计算机的硬件与软件不可能不会出现故障，一旦故障出现就会带来难以估量的损失。这其中计算机运作的关键性问题就是可靠性，而容错技术是计算机可靠性的保证。该文就容错技术在计算机网络系统中的应用进行论述。

关键词：容错技术；计算机网络系统；应用

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）24-0031-02

在网络时代快速发展的过程中，电子商务为人们带来一种崭新的生活模式。电子商务涉及领域越来越宽泛，甚至出现全球蔓延的现象。如果电子商务涉及全球市场，就会出现信息急剧增长的情况。即便是再坚固的平台也是一大严峻的考验。同时，在客户要求越来越高的前提下，造成系统高性能与始终如一的可靠性方面承受着越来越大的压力。基于此种情况，对全球性的电子商务系统与客户隐私进行保护是安全措施的关键。就优秀的电子商务系统而言，在线客户找不到与需要相匹配的东西，那么就会立即选择其他的厂商。如果没有满足商定的正常运行时间要求，那么就要面对严厉的惩罚。在这种环境中，可用性并不是一项简单的选择，而转变成为命令执行。因此，容错技术已经成为电子商务运营商构造自己系统的首要选择。

1容错技术的应用方法

容错技术对计算机系统良好的运行具有非常重要的意义。在计算机系统运行的过程中，如果整个系统出现故障，则可以通过容错技术促使起保持良好的状态继续运行。而容错技术的具体应用需要通过有效的方法才得以实现。

1.1冗余设计

在计算机逐步发展以及计算机系统应用领域越来愈宽泛的情况下，影响计算机实际工作的一个关键性问题就是可靠性[1]。而要保证计算机技术的可靠性，就需要借助容错技术。容错技术其实就是在计算机因为器件老化、错误输入以及原始设计和外部环境影响等多种因素下引起异常行为维持系统正常运行的技术总称。简单来说就是在计算机系统发生故障的时候通过容错技术促使系统得以正常的运行。要想容错技术在计算机系统运行的时候充分发挥出作用，就需要借助冗余。通过冗余可以将错误的信息屏蔽或者是利用重构来促使系统缓慢的降级，继而计算机能够在出现故障的时候不会影响正常操作。

1.2集成技术

随着科学技术的快速发展，网络技术发展速度也在不断加快。在环境与应用条件不断提高的过程中，用户在系统计算速度与可靠性方面提出了更高的要求。基于此，新型的集群计算系统开始出现在计算机系统中，并逐渐成为主流。用户利用集群系统就能够将常见的硬件系统转变成为组合机群。如此，用户就能够根据实际需要增加硬件，并将系统的可用性与伸缩性提高。采用这样的方式，提高系统使用性能的同时，还能够降低整个系统运行的成本。为方便用户，即便集群系统是一个普通的系统，但是其中有包含相应的处理单元，不同的单元其实有着独立的空间，并利用高速或者是标准的商品网络来进行连接。集群应用的时候可以达到这么两个目的，即在没有用户参与的情况下促使系统保持在最佳的运行状态；另外就是一个或者部分节点在失效的时候，其他节点可以顺利的阶梯工作，促使集群系统能够正常的对外提供服务，实现容错能力。

2 容错技术的相关性

研究分析容错技术的主要目的就是要消除由于故障产生停机结果的出现。其实就计算机系统来说要正确认识到容错技术，需要将故障、失效与错误之间的关系区别开，这样才能够促使容错技术在计算机网络系统中更好的应用。

2.1故障分类

通常情况下，计算机网路系统在运行的时候会出现多种不同类型的故障。研究分析就会发现，故障主要有这么几类，即永久性故障、间歇性故障以及偶然性故障。根据不同的故障需要采用不同的容错方法。对永久性故障，则可以利用诊断程序来定位故障，随后就可以采取纠错措施；针对间歇性故障，因为出现故障的时间比较短，也就无法利用诊断程序，但是这种故障重复性特点表现得非常明显，并且还会提供一个判断错误的机会。针对这种故障可以通过软硬件的方式来修复；而对于因为环境因素引起的偶然性故障，则是一件比较困难的事情，该故障只会一闪而过，关于故障的各个因素都难以确定，但是结果已经产生，唯有通过改善环境来减少由于环境引起的偶然性故障[2]。从这就可以看出，就故障的特点来看，将间隙性故障与偶然性故障消除掉，属于容错技术的关键部分。其实在实践终究会发现，间歇性故障与偶然性故障所占比例较大，因而也就是系统出错的主要原因。因此，容错技术应当主要解决的是如何纠正间歇性故障与偶然性故障引起的错误。

2.2比较典型的容错设计

在计算机系统中，容错技术中必然含有几项比较典型的容错设计。首先，冗余设计。通常情况下，容错技术总是会与冗余相联系。在计算机系统某一部件出现错误的时候，冗余设计就是要针对该错误配备相应的不见来接替。如果接替的部件仅仅是来提高系统的可靠性，且不会对系统的计算性能产生影响，就应当属于冗余。冗余可以通过关键性部件配备多份、关键性操作配备若干个可选择程序与纠正错码以及操作重复等方式来实现冗余。目前的冗余设计主要是在功能部件上为一级，可以借助检测与切换等装置来实现检错或者是纠错。其次，双击并联结构。在以前，为提高系统运行的可靠性，需要给予相应的条件，并且利用双击并联的形式来控制整个系统，简单来说就是在两台完全相同的计算机利用双击部件来控制整个的并联工作，其实这也是传统冗余方式的一种体现。双击并联系统不仅需要具备两套硬件与软件系统，还得有与之相应的切换管理软件。而为保证整个系统运行的稳定性，就需要运行的时候进行不同的检查，即检查点检查与联机相互健康检查。如果两台相连的计算机同时运行，就能够利用处理与检查来处理各项检查结果。但是如果两者不相同，就有可能出现错误，继而分别对不同的计算机进行错误排查。并切粒计算机，进入到维修状态，保证系统在单台计算机下可以继续的运行。最后，部件级容错系统[3]。这种系统容错通常都是单机配置，并没有切换软件。有利于用户开发管理，同时容错对用户是透明的，这样就能够降低开发的费用。这项设计其实简单说来就是故障检测与故障处理。在故障出现的时候，为实现容错，就需要对每种电路板与外围设备进行扩充。这样计算机在加电的时候就可以诊断。有助于将潜藏性的问题找出来。而故障处理则是在电路板或者是连接设备出现故障的时候，就会立即退出服务，电路板的指示灯量，并向操作系统发出信号，操作系统就会判断出错是瞬时性还是持久性。维护软件与应用软件是并发运行的，并且对用户是透明的，由于双工工作的部件保证持续地以最佳速度运行，因此故障不会影响性能。

3 容错技术在计算机网络系统中的应用

最近几年，在客户对系统安全性要求不断提高的过程中，以及客户对系统关键性应用可靠性要求不断增加的情况，可靠的系统方案已经成为用户的一大需求。该系统必须要不断扩展计算机的性能，同时还要提高系统的可靠性。在这样一种情况下，集群技术逐渐引起人们的注意。作为一种技术，集群技术将不同的系统联系到一起，促使两台服务器能够像一台机器那般工作，就好比是一台机器。维护软件与应用软件是并发运行的，并且对用户是透明的，由于双工工作的部件保证持续地以最佳速度运行，因此故障不会影响性能。

3.1集群的概述

集群技术是相互独立于服务器在网络系统的单一系统，同时采用单一系统模式进行管理。通常情况下，将所有的计算机必须有一个相应的名称，这样集群中运行的系统可以供所有的网络用户使用[4]。单项集成技会有与之相应的储存空间服务器。如果在一个系统内加以应用，那么所有的应用数据都会存储到该空间内。与此同时，不同的服务操作系统与应用操作文件都会被存储在与之相应的空间内。如果是同一项集成技术，即便是不同的节点也需要通过相同的局域网来保持联络。如果是同一各节点服务器出现了故障，那么这一台服务器的所有的程序就会自动的被另外一台服务器接管。如若出现故障，应用服务器就会重新的启动或者是另外一台服务器接管。只要是同一个局域网，只要是出现故障，用户就会很快地连接到其他的应用服务上。在集群中，错误接管技术经常食用在数据库服务器与MA儿服务器中。由于使用这样的集成技术就相当于是实现了共享存储设备的应用，因此必然会增加使用费用。但是如果同时使用数台机器集群，就能够将系统的可用性与扩展性相应的提高。

3.2容错接管集成技术的应用

所谓的容错接管集成技术，其实就是在相同的网络中启用不同的服务器将各项容错技术以期各项都能够保持联系，节点不相同，其实在运行的时候都会有各自应用的特点。在节点出现故障的时候，利用集成系统的指定服务在最短的时间内对出现故障的数据进行接管，同时还能够进行应用，这样就能够为用户提供相应的服务。

3.3容错集成技术的应用

就计算机容错技术来说，集成技术应当属于非常典型的技术。在整个计算机的容错系统内，每个部分都有与之相匹配的冗余设计。容错集成技术的各节点会与之相对应的节点相互联系，同时在其间还会应用到硬盘、CPU以及I/O等具有共享性的系统[5]。从本质上来说，容错集成技术不同节点有着相应的独立系统，并且不同的系统是整个系统的组成部分。在容错集成系统内，节点在相互切换的时候是很容易的实现，不会受到时间的限制。即便容错集成技术在软硬件设计方面有着非常高的要求，并且涉及的成本相对较高，但是该项技术的可用性是比较高的。这对财政和金融相关部门来说是最佳的选择。

4 结语

总而言之，在计算机网络系统逐步发展的过程中，要保证计算机网络系统运行的可靠，运行中获取的各种技术可以保证安全性，就需要冗余技术应用于其中。

参考文献：

[1] 李丽云，田东力，李凯，等.关于计算机容错技术的应用和分析[J].工程技术学报，2013，10（04）：57.

[2] 雒宝鹏，王仲生.小卫星星务管理计算机容错系统的设计[J].宇航计测技术，2014，14（04）：54-55.

[3] 李显彤.工业控制计算机容错技术研究及应用[J].科技咨询导报，2011，19（29）：101-103.

[4] 方蕾.一种采用软硬件双重容错技术的微机系统[J].上海铁道大学学报，2013，13（03）：99-101.

[5] 龚健，杨孟飞.基于可进化硬件的容错技术及其原理[J].航天控制，2012，17（06）：67-69.