分布式网络故障检测及恢复技术研究

IEC 62439系列协议专为高可用性工业自动化网络所设计,它们各具特点,着重分析IEC 62439-6 DRP（分布式冗余协议）的通信机理以及故障检测与恢复机制。根据DRP环形网络循环周期、网络交换设备数量、报文处理时间等一系列参数,提出了一种关于故障检测至恢复所需时间的算法。经测试平台的验证,DRP网络能迅速地检测出节点和链路的故障,并能在短时间内恢复网络的通信功能,满足现代工业网络对网络高可用性的要求。     

BCP与DRP--CISSP安全教育之六

业务连续性计划(BCP)和灾难恢复计划(DRP)领域,强调的是当正常业务受到破坏时的业务保护。BCP和DRP涉及对特定动作的准备,测试和更新,以保护关键业务过程不受主要系统和网络失败的影响。业务连续性计划可消除业务活动的中断,可用于保护关键的业务活动不受主要故障和灾难的影响。业务影响评估(BIA)确定一个独立的业务单位维持汁算和电信服务中断时受     

传感器网络的目标丢失故障恢复技术研究

分析了传感器网络在在目标跟踪过程中产生目标丢失故障的原因,在此基础上采用分簇设计思想,通过对跟踪目标移动速度的计算和目标搜寻区域的建立等方法,提出了目标丢失故障恢复新的算法和技术.通过仿真实验证明所提出的目标跟踪系统的目标丢失故障恢复算法和技术在延长传感器网络生存时间前提下能够有效解决跟踪目标发生丢失故障后目标快速恢复问题,并通过仿真实验比较说明了提出的方法在能量有效性方面优于其它的方法.     

计算机网络故障及解决方法

随着网络的数量的增多,局域网出现故障的频率也在不断增大,出现的问题也多种多样,要想在网络出现故障时及时对网络进行数据维护和保证数据传递,就需要在故障出现之后,维护人员在最短的时间内恢复网络的正常运行。因此建立起一套对网络维护有效的方案,是网络维护人员的必备功课。本文就当前计算机网络故障出现的问题和维护的重点进行分析,并对当前网络中常见的故障产生的详细原因,以及解决的方案作出了阐述。     

带恢复策略的复杂网络级联失效机理及鲁棒性研究

为研究复杂网络在遭遇随机故障或蓄意攻击时的鲁棒性,考虑节点具有恢复和重复失效等特征,构建故障节点概率传播模式下的级联失效模型.构建节点故障概率随故障次数增加而逐渐降低的故障概率函数,设计概率恢复(R)和阶段恢复(T)两种故障节点恢复策略,并针对ER、WS、NC和BA四类网络研究其恢复鲁棒性.仿真实验考虑模型中相关参数变化,揭示其对复杂网络级联失效过程中的鲁棒性影响,综合分析边鲁棒性和节点鲁棒性的性能权衡.仿真结果表明,在概率恢复策略下,随着恢复率的增大,4类网络级联失效的规模均能够实现有效降低;而在阶段恢复策略下,随着参数T值增加到不同阈值,4类网络鲁棒性指标在级联失效过程中均能够呈现出突变现象.     

光网络的快速恢复路径搜索算法

光传送网是电信网的基础，如何在网络发生故障后将受故障影响的业务快速恢复，是光网络面临的重要问题．本文在分析了经典Floyd算法和Dijsktra算法存在的问题的基础上，提出了一种备用路径和搜索算法相结合的恢复算法，且在搜索算法中提出了一种快速不完全遍历算法（FIE算法），该算法适合于网状网结构．当网络发生故障后，首先查找备用路径，在备用路径无法恢复的情况下，以一定的准则进行路径的搜索，并采用双向搜索的方式，从多方面大大缩短了恢复时间．     

BIA是灾难恢复的前提

如果你正为你的公司或单位做灾难恢复计划(DRP),那么你的首要任务是:确定哪些重要的业务功能需要被首先恢复;恢复它们需要哪些设备和数据;以及恢复工作需要哪些管理和人员。开展这项工作的最佳方法是对每个功能团队或单位进行业务影响分析(BIA)。BIA对任何一个可确认的功能团队都必须是完备的,并成为最终DRP文档的正式组成部分。BIA表格要求每个管理人员确定他们团队最关键的功能,他们必须完成和交付工作的时间,以及必要的设备、数据和软件。管理人员们必须提一些灾难恢复的重要问题,例如:功能任务可以延期吗?它可以人工执行吗?可以在…     

基于节点和链路容量的无线传感器网络级联故障研究

无线传感器网络的级联故障模型主要侧重于节点容量对网络性能的研究,忽略了链路容量的影响,从而导致流量指标无法正确反映无线传感器网络的汇聚特征.鉴于此,本文建立了一种受节点容量和链路容量限制的无线传感器网络级联故障模型.首先,根据新的流量指标"方向介数"重新定义了网络负载;其次,通过构建网络级联抗毁性模型,使故障节点可在一定时间延迟后从故障状态恢复.最后,提出了一种路由恢复机制,可以有效改善网络级联故障的抗毁性,并进行了仿真对比测试.结果表明:本文提出的方法可以帮助故障网络在较短时间内得到恢复,使网络状态更加稳定.     

考虑传播过程的应急网络控制系统故障恢复

紧急情况下, 应急网络控制系统为人员提供远程控制能力, 但系统仍存在一定故障率, 且故障影响会利用系统灵活传输机制快速扩散, 因此研究如何在故障快速扩散的情况下对系统实施故障控制, 对保证系统安全运行具有重要意义. 本文提出考虑传播过程的应急网络控制系统故障恢复策略. 首先, 基于复杂网络模型建立故障传播模型, 定义传播路径上的故障强度, 将分析故障信息关键传播过程转化为查找系统最大可能传播路径的问题, 进而在连接边的故障传播属性乘积大于终止条件时, 找到最大概率故障传播路径, 有针对地布置故障检测点; 再根据检测到的故障形式及检测点位置生成故障恢复策略库, 结合系统可调度性和故障恢复效果, 确定最优故障恢复策略. 最后, 以舰船应急火炮控制系统构建案例, 验证方法可行性, 并设置多节点故障, 验证算法鲁棒性, 仿真结果表明, 在不同故障情形下均能制定最优故障恢复策略.     

基于MPLS的分级故障恢复机制

网络可靠性已经成为IP网的一个重要问题.目前关于IP网可靠性的讨论集中于MPLS的故障恢复机制.IETF提出了两种MPLS故障恢复模型保护交换和重路由,每种模型的恢复时间和资源开销是不同的.该文提出一种基于MPLS的分级故障恢复机制MBCR,它可以保证应用对可靠性和QoS的要求,同时使网络资源得到充分利用.     

MPLS故障恢复机制及其仿真研究

对MPLS故障恢复机制进行了研究,分析了各种恢复机制在恢复时机、恢复拓扑、恢复效率、备份路径资源耗费等方面的性能.对NS2进行扩展,设计和实现了支持MPLS故障恢复机制的仿真组件,包括故障检测、故障通告和故障切换功能.故障恢复仿真组件提供了基本MPLS恢复能力,支持多种故障恢复机制,为深入研究MPLS故障恢复方法、优化MPLS恢复算法提供了试验平台.     

Model predictive and non-cooperative dynamic game fault recovery control strategies for a network of unmanned underwater vehicles

In this paper, the problem of control and fault recovery for a team of autonomous underwater vehicles in the presence of loss of effectiveness (LOE) actuator faults is addressed. Towards this end, two different fault recovery control strategies based on the model predictive control technique as well as the dynamic game theory are proposed and developed. Given the allowable information that can be exchanged among the agents, both centralised and semi-decentralised recovery control schemes are considered and their associated corresponding fault recovery strategies are developed. The proposed active fault recovery control strategies incorporate both the online inaccurate as well as delayed actuator fault estimates to reconfigure the nominal (healthy state) controllers. The effectiveness of the proposed semi-decentralised fault recovery control schemes is quantitatively investigated through extensive simulation case studies considering various LOE actuator fault severities in one or more unmanned vehicles as well as fault detection and isolation module imperfections such as fault estimation error and time delays in detecting the faults. The simulation results demonstrate and illustrate that our proposed semi-decentralised recovery control scheme can maintain acceptable degraded tracking and formation keeping performance of both the faulty and healthy agents in the team with lower computational and communication bandwidth requirements as well as lower or fairly close control effort cost as compared to the centralised control recovery scheme.     

一个多机容错系统MPFTS故障恢复的设计与实现

本介绍我们研制的一个多机容错系统MPFTS的故障恢复技术。首先对MPFTS的结构和工作过程进行了概要介绍。在此基础上,分析了该系统不同类型故障恢复的可能性、恢复时机的选择、恢复所要达到的目标等问题。中详细讨论了利用异常中断返回技术实现系统故障恢复所涉及的数据结构及具体运行过程,并对上电升级重构这种特殊的故障恢复情况进行了分析。     

A distributed model predictive control (MPC) fault reconfiguration strategy for formation flying satellites

In this paper, an active distributed (also referred to as semi-decentralised) fault recovery control scheme is proposed that employs inaccurate and unreliable fault information into a model-predictive-control-based design. The objective is to compensate for the identified actuator faults that are subject to uncertainties and detection time delays, in the attitude control subsystems of formation flying satellites. The proposed distributed fault recovery scheme is developed through a two-level hierarchical framework. In the first level, or the agent level, the fault is recovered locally to maintain as much as possible the design specifications, feasibility, and tracking performance of all the agents. In the second level, or the formation level, the recovery is carried out by enhancing the entire team performance. The fault recovery performance of our proposed distributed (semi-decentralised) scheme is compared with two other alternative schemes, namely the centralised and the decentralised fault recovery schemes. It is shown that the distributed (semi-decentralised) fault recovery scheme satisfies the recovery design specifications and also imposes lower fault compensation control effort cost and communication bandwidth requirements as compared to the centralised scheme. Our proposed distributed (semi-decentralised) scheme also outperforms the achievable performance capabilities of the decentralised scheme. Simulation results corresponding to a network of four precision formation flight satellites are also provided to demonstrate and illustrate the advantages of our proposed distributed (semi-decentralised) fault recovery strategy.     

高可用实时系统中故障检测及故障恢复技术的研究

随着国防、航天等今天对系统的可用性和实时性的要求不断提高,如何保证这些应用系统的高可用及强实时,成为一个亟待解决的问题。本文论述了高可用实时系统听故障检 测及故障恢复技术。     

A fault tolerant control scheme based on sensor–actuation channel switching and dwell time

The present paper proposes a switching control scheme for a plant with multiple sensor–estimator/control–actuator pairs. The scheme is shown to handle the specific stability problems originated by the switching between the different feedback loops and accommodate to faults in the measurement (sensors) channels. The main contribution is a fault tolerant switching scheme with stability guarantees assured by a pre‐imposed dwell time. The detection and the fault tolerance capabilities are achieved through the separation of sets associated with suitable residual signals corresponding to healthy and faulty functioning. Another contribution of the paper resides in a recovery technique for the post‐fault reintegration of the biased estimations. This technique makes use of a virtual sensor whose associated estimation, based on an optimization procedure, minimizes the recovery time. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于截止期错失率可预测的高利用率容错调度

现代导航与通信等实时系统经常面临着复杂的实时数字信号处理及信息交互需求,处理器处于高利用率状态.对于此类高利用率实时系统,传统的时间冗余容错通常会引发多个任务连续错失截止期的灾难性后果.针对高利用率情况,提出一种截止期错失率可预测的容错调度方法,截止期错失次数不大于出现错误的次数,消除了多个任务截止期连续错失的多米诺效应.进一步地在该方法中融合时间冗余方法的优点,提出了求解检测点上界位置的离线快速算法,有效地降低了截止期错失率.仿真实验表明,与目前已知的同类方法相比,该方法具有更低的截止期错失率.     

导航卫星自主健康管理研究

传统的基于卫星遥测的故障定位方式,存在故障发现时间晚、故障定位难、故障恢复时间长等问题,不适应于导航定位的高可用性、高连续性的要求;为了提高导航卫星的服务能力,提出了一种导航卫星载荷自主健康管理的方法,设计了全系统的健康管理策略,具有全系统自主监测、逐级定位、快速恢复的优势,同时采用冗余对比的方法排除监测单元自身故障所引入的虚警,提高了系统的可靠性。     

多采样频率的配网接地故障检测与定位

现有文献的故障监测与定位小波算法都是在录波采样频率相同的前提下进行的,配电网小电流接地故障实时检测,与变电站接地故障检测的环境完全不同：配网故障监测装置,采用不同标准采样频率(3600Hz、4800Hz)上送实时故障录波数据到配网中心,更有采用4096Hz的采样频率上送故障录波数据,在配网中心需要把不同采样频率的录波数据进行分析计算,提取故障特征、检测故障,确定故障首尾端,实现故障检测与定位。本文给出了小波能量特征的定义、不同采样频率能量特征的折算、基于能量特征的配电网接地故障监测与定位算法。多种采样频率下配网接地故障检测与定位,通过小波变换提取故障能量特征、将不同采样频率故障录波信号,折算到最低采样频率下的能量特征,然后根据能量特征来判别故障类型、确定故障首尾端。多采样频率的小波能量特征折算算法,对于类似的小波变换的使用场合,也有借鉴意义。