16、环境智能系统中容错的应用重映射技术

环境智能系统中容错的应用重映射技术

1. 引言

随着技术的进步，设备变得更小、更便宜，使得构建包含大量微型处理元素的系统成为可能。这些平台虽然表面上与传统分布式系统相似，但也带来了独特的挑战。由于要降低成本且设备数量众多，制造时的测试变得困难，运行时故障也很常见。

1.1 相关工作

• 代码迁移 ：在移动代理领域已成功应用，移动代理是进程迁移思想的发展，传统进程迁移用于分布式系统的负载分配和容错，但本文的应用重映射技术更轻量级。
• 远程执行 ：此前用于降低移动系统功耗，将任务从能量受限系统转移到无能量限制的服务器，但与本文研究的超低功耗、不可靠网络传感器环境不同。

1.2 研究贡献

本文引入了在分布式、嵌入式、易故障环境中实现应用稳健执行的技术，基于代码迁移思想，实现故障应用的重映射。轻量级代码迁移可提高应用在故障情况下的寿命，对于优雅降级的应用，提出的预复制远程执行（PCRE）技术比简单代码迁移更有优势，能增加系统寿命和能源效率。

2. 应用重映射技术

2.1 轻量级代码迁移

在传统计算系统中，代码迁移涉及执行进程的迁移，较为复杂。但如果应用可异步重启，只需迁移应用特定状态和当前执行阶段。每个节点有预加载的监控固件，负责接收和加载应用。迁移时，应用传输文本、数据和bss段，加载到远程节点内存后迁移完成。节点在剩余能量低于阈值时尝试迁移，能量阈值需保守设置以确保迁移成功。

远程执行是代码迁移的替代方案，应用只需转移状态和控制权