分布式数据的弱一致性维护策略的研究

论文摘要

最近几年,随着网络技术的飞速发展,同时伴随着商业界和科学界的进步,Internet上的数据呈现出指数增长的趋势,越来越多的数据需要分布式存储。为了提高系统的响应速度,面对大量的并发请求,分布式系统必须为每个数据对象复制多个副本已满足并发访问的需求。数据复制技术是提高数据可用性和数据访问性能的重要技术,但大量数据副本之间的数据一致性维护的问题就突显出来。基于此,一个基于gossip(闲话)体系结构的分布式弱一致性维护策略被提出。新策略从数据的更新发布、更新传播和更新应用三个步骤考略,在分布式数据更新处理中都起到非常重要的影响,比如副本的管理方式、更新传播内容、更新传播方式、更新并发控制和节点失效的异常处理。新策略采用“宿主”副本管理方式,这种方式是传统“主从式”副本管理方法的一个衍生版本,可以避免传统“主从”式副本管理方法更新接收时的瓶颈问题,同时也可以实现更新并发过程中的全序一致性。副本管理器是gossip体系结构的核心,采用向量时间戳的方式来管理数据的时序状态;利用更新日志的方式记录和传播更新语义。与传统的gossip体系结构相比,新策略在副本管理器中引入了一些更新日志和副本状态统计数据,对传统结构中的更新传播方式做了改进,使用反熵会话的方式进行更新传播,通过对比会话双方的统计信息,在保证双方达到一致状态的前提下,避免日志传播的冗余。同时,在反熵会话对象的选择算法方面,也做了改进,适应“宿主”副本管理方式更新提交集中、更新请求接收对等的特点,加快了更新传播的速度,结合更新日志维护的算法,将已经应用的更新日志快速的进行剪裁,有效的控制了日志所占系统的空间,提高了系统的空间利用率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 课题的研究目的和意义
• 1.3 国内外研究概况
• 1.4 论文的主要研究内容
• 1.5 论文的组织
• 2 分布式数据弱一致性维护技术分析
• 2.1 更新发布方式与副本管理技术
• 2.2 更新传播技术
• 2.3 协调与协定技术
• 2.4 本章小结
• 3 基于gossip 体系结构的分布式数据弱一致性维护策略
• 3.1 GOSSIP 体系结构
• 3.2 数据弱一致性维护策略
• 3.3 本章小结
• 4 实验验证与分析
• 4.1 实验验证的环境
• 4.2 实验步骤
• 4.3 实验结果以及结果分析
• 4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献