随着计算机技术的发展,分布式系统开始进入大踏步发展的时期,分布式系统的规模势必会越来越大。在医疗、航空、云计算和物联网等行业的运用也对分布式系统的可用性和可靠性有着更高的要求,而故障检测机制是维护分布式系统高性能运行的手段之一。现有的分布式系统在低负载故障检测情况下通过计数器获得的超时值是离散的,没有考虑最近一段时间内的网络波动,使得故障检测的性能不稳定。并且大部分故障检测都忽略了网络中链路故障带来得影响,将链路故障等同于节点故障来处理。本文将主要围绕超时预测和链路故障两个方面进行更精准的故障检测研究,以应对当前规模不断扩大、网络环境越来越复杂的分布式系统,主要包括以下内容:第一,本文详细分析了传统分布式故障检测的相关技术,并对低负载故障检测的情况进行了详细说明,指出了现有检测方案应用于低负载的分布式系统的不足在于:检测超时的设置只是一个范围内几个确定值之间来回变动,最佳超时的选择过于局限,导致检测时间较长。本文利用指数加权移动平均算法对获取的往返时间进行平滑处理,预测故障检测的初次检测超时,并以此改变故障再检测等超时设置,提出基于往返时间预测初次检测超时的DSS故障检测器。经验证,DSS可以在相似的网络负载下平均降低了28%的检测时间,并且提高了故障检测11%的准确率。第二,本文进一步研究发现低负载故障检测初次检测过程和再检测过程的往返时间大小有明显区别,再检测的往返时间明显大于初次检测的往返时间。如果超时时间继续以单一的超时设置为基准会导致故障检测的时间不准确,增加故障检测的误判率,影响故障检测性能。由此,本文针对故障检测的两个阶段,设置两个滑动窗口,提出一种双窗口滑动的TWDS故障检测方法。区别获取的往返时间,对初次检测超时和再检测超时分别预测,再根据所预测的超时设计故障检测的间隔,进而对怀疑超时的判断提供依据。通过实验可知,TWDS平均降低39%的检测时间和22%的误判率。第三,当前大部分的故障检测都忽视了链路故障的情况,将其简单的等同于节点故障,影响系统的可用性。本文提出一种面向链路故障的检测协议TNFD,检测节点故障并定位系统中的链路故障。通过实验得出,TNFD降低了38%的检测时间,并且能够准确的区别出节点故障和链路故障。对低负载故障检测进行研究后,从故障检测超时机制和链路故障两个方面着手,前者改变了低负载故障检测动态变化的超时设置机制,后者设置多节点检测,准确的区分了系统中的故障类型,为低负载故障检测方法的设计提供了参考,同时也为超时预测设计和故障类型区分提供一定的思路。