高可用集群是高性能处理器、磁盘阵列通过高速网络连接起来的能够提高系统服务可用性的并行体系结构。由于其高性能、高可用以及可扩展性好等特点目前已成为并行处理领域发展的主流,广泛应用于大规模网格服务。论文重点对高性能、高可用集群系统仲裁机构的设计、实现、可用性评价等方面进行了研究。论文首先研究了高性能、高可用集群系统仲裁过程、关键技术,随后对评价集群系统可用性指标、模型进行了分析。通过Markov模型对互备援系统可用性进行分析,综合计算数字得到结论:故障检测、故障诊断对双机容错体系结构的可用性影响非常大,仲裁过程中故障检测、诊断和重构的成功与否是影响采用双机体系结构对外提供服务的集群系统的可用性的重要因素。论文随后介绍了适用于高性能计算环境的高可用集群系统容错体系结构,并在实际需求的基础上,介绍一种高可用的仲裁机制。论文中主要完成了如下关键技术的设计与实现:实现了对高可用集群系统对外提供服务的双机系统的仲裁机构硬件平台,为集群系统整个仲裁过程中提供高可靠的第三方支持。此平台上设计实现了运行故障仲裁算法的同步模块,并集成了冗余总线模块为总线,最后对采用本文设计实现的仲裁机构的双机系统可用性进行了分析。