● 摘要
基于Linux的集群系统以其高性价比，已成为高性能计算领域中的重要平台。作为集群动态负载均衡最有效的手段之一，进程迁移系统大都是在商用操作系统中实现的，其原理不公开，难以知晓其运行机理。因此实现一个Linux平台下的进程迁移系统有着重要的研究意义与应用价值。 本文设计并实现了一个轻量级的进程迁移系统LPMS（Light-weight Process Migration System），基于检查点机制，因此既可以用于在单机上对进程做检查点/重启操作，也可以在多机之间对进程进行迁移。LPMS为上层应用提供了临界区和回调接口，在临界区中执行的用户代码不会被迁移操作中断，应用程序通过回调机制可以在迁移前后做一些特殊处理。LPMS还提供了对TCP连接迁移的支持，即将TCP连接从一个进程迁移到另外一个完全相同的进程中去，这种机制在web服务集群中有着重要的作用。LPMS以Linux内核模块的形式实现，可以根据需求动态地加载与卸载，不需要对操作内核做任何修改。 本文的主要工作有： 在内核态实现了一个基于检查点机制的进程迁移系统，通过优化Total-Copy算法减少了需要提取的进程状态信息，从而提高了迁移的效率。 设计并实现了一种临界区和回调机制，用户可以通过注册回调函数在迁移前后进行一些特殊处理，增强迁移的功能。 研究并设计了一种基于Netfilter的TCP连接迁移机制，使得迁移时能保持网络连接状态、迁移后能恢复正常的网络通信。