[发明专利]一种云计算中基于人工势场的增量检查点容错方法

说明书

本发明请求保护一种云计算中基于人工势场的增量检查点容错方法，包括步骤：S1.根据不同故障概率将检查点类型设置为三类检查点；S2.构建检查点的开销模型，以最小化预期检查点开销为目标，计算各类型检查点频率函数；S3.通过建立不同影响因素下的引力势场、斥力势场以及总势场叠加模型，把检验点布局定位问题转化为在人工势场中搜索势能极值位置问题；S4.采用栅格模型对布局检验点的环境信息进行描述，得到布局检验点的状态数字势场模型；S5.运用连续蚁群优化算法进行求解得到最优的检查点布局结果,其中检查点文件数据上传模块和验证模块中使用了非对称加密中的哈希算法和数字签名算法，运用区块链技术思想确保检查点文件安全性。

技术领域

本发明属于云计算领域，尤其涉及一种基于人工势场的增量检查点容错方法。

背景技术

随着大数据时代的到来，数据的处理能力已经愈发成为用户的关注焦点。相较于传统的集群技术，云计算的按需提供服务，可靠弹性服务引起了全世界的瞩目。虽然云计算有很多的优点，是迎合网络时代发展孕育出来的技术，但是由于构建云计算平台的基础组件的多样性、任务调度异常等种种原因，云计算总是出现种种故障，这是无法避免的。这些故障通常会导致提交的任务无法按照预期进行交付，甚至可能造成用户的经济损失，这是用户无法容忍的。由于动态服务架构以及基础设备的复杂特性，容错成为云计算中不可忽视的问题。

基于云计算的可靠弹性服务特性，云计算得到广泛关注，但是故障的处理能力并没有得到妥善的解决。优质的服务提供策略是云计算领域研究的主要课题。检查点技术是云计算中最常用的容错技术，常常作为云计算中的容错资源调度的依据，然而现阶段研究内容中冗余资源的布局是静态且有预设条件的，如果任务执行过程中的内存占用量发生变化或者网络可达性变化，均会导致故障的概率分布发生变化，检查点成本也可能会在执行期间发生变化。为了解决上述技术问题，首先针对容错策略对现阶段的基于检查点的容错策略进行分析。一方面，检查点设置一般都是基于单结构检查点的设置，不能有效适用于不同故障。另一方面，针对检查点布局问题，现阶段往往采用随机存储的方式进行检查点布局策略，不能有效利用资源，相关研究将有助于节省检查点恢复开销。

针对上述问题针对上述研究内容的具体研究内容如下：

1)基于任务完成时间和故障概率设计精确的检验点部署和调度模型；

2)研究检查点的文件特性，提出基于人工势能场的检查点文件存储策略；

3)针对检查点文件安全问题，提出基于非对称加密算法的检查点文件加密策略；

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种云计算中基于人工势场的增量检查点容错方法。本发明的技术方案如下：

一种云计算中基于人工势场的增量检查点容错方法，其包括以下步骤：

S1.根据不同故障概率将检查点类型设置为存储在远程节点的全局检查点、存储在本地设备全局检查单和存储在内存的增量检查点三类检查点；

S2.构建检查点的开销模型，以最小化预期检查点开销为目标，计算各类型检查点频率函数；

S3.通过建立不同影响因素下的引力势场、斥力势场以及总势场叠加模型，把检验点布局定位问题转化为在人工势场中搜索势能极值位置问题；

S4.采用栅格模型对布局检验点的环境信息进行描述，得到布局检验点的状态数字势场模型；

S5.运用连续蚁群优化算法进行求解得到最优的检查点布局结果，其中检查点文件数据上传模块和验证模块中使用了非对称加密中的哈希算法和数字签名算法，运用区块链技术思想确保检查点文件安全性。