關于計算機服務器系統(tǒng)的容錯技術

周鳳凌

摘 要：伴隨著當今時代信息技術地不斷發(fā)展，計算機服務器系統(tǒng)在我國得到了非常廣泛的應用和普及。在中小企業(yè)和電力、國防、衛(wèi)生等一些重大的行業(yè)中也都離不開計算機服務器系統(tǒng)提供著不間斷的工作。所以，一旦計算機服務陷入崩潰或者是發(fā)生故障，那么就有可能帶來巨大的經(jīng)濟損失。、

關鍵詞：計算機；服務器系統(tǒng)；容錯技術

由于我國當前信息技術的飛速發(fā)展，各個行業(yè)中需要用到計算機系統(tǒng)的應用越來越多。其中，計算機系統(tǒng)的發(fā)展也為各類業(yè)務提供了可靠及時的基礎支撐。然而，我們還應該注意到計算機系統(tǒng)中的軟硬件都會產(chǎn)生一定的故障，對于這些故障的處理如果稍有不慎就有可能會對企事業(yè)單位，尤其是一些國防、衛(wèi)生以及電力等重點行業(yè)帶來一些較大的損失情況。但是伴隨著容錯技術的引入，我們就能夠很好地解決這個問題，還能夠進行正常、不間斷的工作。因此，本文就旨在對計算機服務器系統(tǒng)中的兩個主要容錯技術：軟件錯誤容錯技術和硬件錯誤容錯技術進行一定的分析，能夠為相關的理論和實踐帶來一定的借鑒意義。

一、計算機服務器系統(tǒng)容錯系統(tǒng)的概述

我們所說的計算機故障，指的是由于計算機不見的物理實現(xiàn)、操作錯誤或者是設計錯誤等原因引起的計算機系統(tǒng)硬件或者是軟件錯誤的狀態(tài)。故障的診斷、檢測和恢復技術主要是作為計算機容錯技術的重要組成部分，如果計算機系統(tǒng)要進行故障恢復的操作，首先就要進行檢測、診斷的技術來對故障所處的位置進行定位。作為恢復的前提，我們還應該在恢復技術的作用下使得計算機系統(tǒng)能夠恢復到無故障時候的狀態(tài)并且開始正常工作。當前運用的計算機容錯技術最基本的方法是冗余技術，而硬件冗余、軟件冗余、信息冗余以及時間冗余技術是作為冗余技術的四個主要組成部分。

二、計算機服務器系統(tǒng)容錯技術分析

1.硬件錯誤容錯技術

（1）在硬件錯誤容錯的技術中，我們采用的硬件冗余技術也主要分為部分冗余和完全冗余這兩種主要方式。我們通過分析完全冗余的方式，可以發(fā)現(xiàn)工作方式的不同主要分為冷備、熱備、溫備和雙工等這四種方式。這四種方式的工作形式如下所述：

熱備工作方式：在該工作方式之下，我們對于兩個互為冗余的計算機服務器系統(tǒng)都處于加電工作的狀態(tài)，但是由于熱備計算機系統(tǒng)并不能夠對系統(tǒng)的處理結果進行輸出以及計算。所以一旦主計算機系統(tǒng)在發(fā)生了故障的前提下，熱備計算機系統(tǒng)就會在繼續(xù)的工作中接手，直到系統(tǒng)故障修復完畢之后，熱備的機器就開始重新編程備機。

冷備工作方式：這一種方式跟熱備方式不同的是，冷備工作方式的備用指的是計算機系統(tǒng)是在處于不加電狀態(tài)下的工作。只要主機發(fā)生了故障，那么冷備機器就會接受繼續(xù)工作，故障解決之后就會重新變成備用機。

溫備工作方式：冗余的兩個系統(tǒng)都處于加電狀態(tài)，一個在工作狀態(tài)的時候，另一個就開始處于等待狀態(tài)。如果工作的機器發(fā)生了故障，那么另一個就會開始接受繼續(xù)進入工作狀態(tài)。等到故障恢復之后，就會變成備用等待的機器。

雙工工作方式：在該種工作方式下，兩個機器開始同時進入工作，也開始同時進入處理結果的輸出。在發(fā)生了故障之后，我們對兩個機器的結果進行輸出的比較。

（2）所謂的信息冗余，指的就是在原始數(shù)據(jù)中附加若干位的冗余信息用來達到檢測故障或者是恢復故障等目標的容錯技術，其中就包括了檢錯編碼與糾錯編碼這兩種。檢錯編碼可以通過自動掃描來發(fā)現(xiàn)錯誤，而對于糾錯編碼具有自動發(fā)現(xiàn)錯誤以及糾正錯誤的能力等。我們在編碼技術常用到的是信息的傳輸和存儲以及處理過程中去。

（3）我們在時間冗余中，在一些非硬件冗余以及一些非強實時的系統(tǒng)中，可以利用使用時間冗余技術來達到容錯的目的。時間冗余的工作方式主要就分為兩種，一種是RSHW，指的是在同一個硬件上對于同一數(shù)據(jù)在不同時間片中執(zhí)行同一指令集。第二種是使用數(shù)據(jù)延遲設備及表決電路結合，將一次次的數(shù)據(jù)處理的輸出結果通過設置不同的延遲大小而復制成多個版本并在表決器處進行比較。

2.軟件錯誤容錯技術

在面對硬件系統(tǒng)故障研究的時候，軟件錯誤就顯得比較困難了。由于當前還沒有能夠形成一套成熟而又完整的方法來應對軟件系統(tǒng)可靠性以及設計錯誤等檢測結果。現(xiàn)在應用比較普遍的軟件故障恢復策略主要有兩種，一種是前向恢復，另外一種是后向恢復。我們在面對前向恢復的時候，總是習慣將計算機當前的計算狀態(tài)繼續(xù)進行下午，從而將之后的狀態(tài)恢復到連貫的正確狀態(tài)。而對于后向恢復來說，字面理解上來說就是將計算機系統(tǒng)狀態(tài)恢復到前一個正確的狀態(tài)。

目前應用的前向恢復狀態(tài)主要由N-version Programming的方法，該種方法的基本思路是通過不同的團隊獨立設計，以及使用不同的方法來對不同的設計語言和不同的開發(fā)環(huán)境以及工具來進行完美的實現(xiàn)。主要目的就是為了減少各個版本軟件在表決點上出現(xiàn)的一些關于錯誤的概率，其中相關的工作方式也是較容易實現(xiàn)的。而對于當前應用較普遍的后向恢復法來說，主要由恢復塊方法和防衛(wèi)式的程序設計方法。我們通過恢復塊方法來說，其中一個功能之下，存在有主塊和若干個后備塊的概念，一旦主塊開始投入運行后就沒有通過驗收的測試，也就可以指定第一個后備塊運行，從而也就成為了主塊。在依次按順序開始耗盡所有后備塊的基礎上，設計的主塊和后備塊之間就盡量保證了相對的獨立性，不會因為主塊出現(xiàn)了錯誤而干擾到后備塊的運行。

三、結語

綜上所述，我們對于計算機服務器系統(tǒng)的基礎支撐可以發(fā)現(xiàn)，其中最主要的還是容錯技術的保障，能夠對其穩(wěn)定而又不間斷的運行提供了重要技術。每個企業(yè)都應該對此引起足夠的重視，而本文通過對計算機服務器系統(tǒng)中的硬件容錯技術和軟件容錯技術進行了仔細的分析，相信未來我國的計算機系統(tǒng)規(guī)模將會進行進一步地擴大。

參考文獻：

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