16、环境智能系统中用于容错的应用重映射技术

环境智能系统中用于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（可能数百个或更多）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。由于希望降低成本，再加上设备数量众多，制造时的测试将变得困难，运行时故障也会很常见。

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演变，可自主在网络中移动代码和状态。传统进程迁移主要用于服务器和工作站的分布式系统，用于负载分配和容错。而本文的应用重映射技术更轻量级，考虑了应用的特殊属性。
• 远程执行 ：此前用于减少移动系统的功耗，通过将任务从能量受限的系统（如移动计算机或 PDA）卸载到能量不受限的服务器。但这些系统是在快速、可靠的无线网络环境下运行，与本文关注的超低功耗、不可靠的网络传感器环境不同。

1.2 本文贡献

本文引入了在分布式、嵌入式、易发生故障的环境（如环境智能系统）中实现应用稳健执行的技术。基于代码迁移的思想，实现了在冗余硬件环境中对故障应用的重映射。提出了一种新的技术——预复制远程执行（PCRE），它是代码迁移的扩展，能在能量和通信受限的情况下，更有效地进行对称应用的重映射。

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，代码迁移通常涉及执行进程的迁移，这是一项复杂的任务，因为进程通常有大量的系统和机器状态。但如果应用可以异步重启，那么只需要迁移应用特定的状态