基于检查点进程迁移机制的改进.pdfVIP

　　第 20 卷 　第 5 期 计 　算 　机 　仿 　真 2003 年 5 月 　　 ( ) 文章编号 :1006 - 9348 2003 05 - 0050 - 03 基于检查点进程迁移机制的改进 李庆华 ,罗犀劲 (华中科技大学计算机学院,湖北 武汉 430074) 摘要 : 目前的大多数进程迁移机制都是基于检查点保存重起机制来实现的。该文在机群环境下 ,提出一种改进的不保存进程状 态的进程迁移机制 。先把进程的必要信息转移到目标机上 ,然后即开始执行新的进程 ,并在执行的过程当中,陆续转移进程其 他的信息。实验表明改进的机制能较大地缩短进程迁移时间。 关键词 :机群 ;进程迁移 ;检查点 中图分类号 :TN914 　　文献标识码 :A 1 　引言 重起机制来实现的 ,这类算法属于全拷贝类型 。该算法在保 机群系统是利用高速通用网络将一组高性能工作站或高 存检查点转移检查点文件直到恢复进程之前 , 目标节点上恢 档 PC 机 ,按某种结构连接起来 ,在并行程序设计以及可视化 复的新进程是不能执行的 ,从而整个进程迁移过程有较大的 人机交互集成开发环境支持下 ,统一调度 ,协调处理 ,实现高 时延 。为改进较大时延的缺点 ,Theimer 在 V 系统中提出了预 效并行处理的系统 。 拷贝算法 ,在拷贝进程地址空间的同时进行进程执行和消息 机群是通过协同各个节点来共同完成计算任务 。通过事 接收 ,然后继续拷贝修改了的页面 。但该算法增大了整个工 先的任务放置静态地分配负载难以达到负载平衡 。在计算过 作量 ;Zayas 提出了请求页进程迁移算法 ,首先挂起进程只传送 程中,各个节点的负载会动态地发生改变 ,进程迁移是实现机 进程的状态后就恢复进程的执行 ,地址空间的其他内容在新 群动态负载平衡的方法之一 。 进程执行过程中出现页面错误时再通过请求页面传输所需的 进程迁移是将在一个节点上运行的进程转移到另外的节 页面内容 。但该算法每页的传输代价很大 ,而且迁移完毕后 点上运行 ,它可以保留在源节点上已经执行的结果而不必重 对源主机的依赖性很大 。 新执行该进程 。 目前已实现的进程迁移机制当中,大部分是基于检查点 3 　进程状态获取及其恢复 保存重起机制来实现的 ,即在迁移进程之前 ,把进程的状态数 31 　进程状态的获取 据保存到检查点文件 ,然后该检查点文件转移到另外的节点 把进程从一个节点转移到另外轻负载或空闲节点继续执 上 ,待目标节点收到整个检查点文件后 ,再根据检查点文件重 行 ,首先要把所有的进程私有数据转移到目标节点上去 , 以便 新恢复迁移进程 。 在目标节点重新创建新的进程继续迁移进程的计算 。这些数 研究中我们发现 ,如果能只转移恢复进程执行所必需的 据包括 :地址空间里的代码段 、数据段 、堆栈等 ;打开的文件 、 一部分信息就开始启动恢复进程 ,然后在恢复进程执行的过 网络通信的连接等 ;寄存器集的内容和一些内核的数据结构 程中,陆续转移其他的信息 ,这样可减少读写磁盘等比较费时 的内容 ,寄存器内容如 PC 寄存器指示当前代码执行位置等 , I/ O 操作 ,能大大减少进程迁移所需的时间。本文根据这种思 除了这些私有信息外 ,一个进程迁移到新的节点后要正确恢 想提出一种改进的进程迁移算法以实现快速进程迁移 。我们 复还有赖于某些公共的数据 ,如共享的函数库文件 。 在局域网内两个同质节点间 ,对照以上基于检查点的进程迁