论文研究 基于spread组通信的远程备份系统的设计与实现.pdf

基于spread组通信系统及其服务，论述了在现有网络条件下实现远程数据备份的解决方案。论述了系统的体系结构模型，提出了解决远程备份过程中通信量过大及数据一致性问题的数据访问算法，并对算法的正确性进行了证明。92计算机应用研究第24卷b)如果从本se内部取数据的返回倌不是eror表示从本Ste自的算法,只要对其冲突和异常处理情况进行分析,证明其是止身的数据服务器可以获得数据,转e)否则转C)。C)本site将读数据的请求依照路由树发送给馭近的site确的即可。d)其会的se接收剀读数据的请求后,如果本ste的数据可以访1)采用加锁机制进行沖突处理因为本算法是基」问,便将数据内容返回;否则,继续依胝路由树发送读薮据的请求spread组通信服务提出的,基于lamαrs逻辑时仲算法的排序e)本sit接收到数据内容后,读操作完戚。f)妇果所有sie的数据服务器都不能访问,则读数据操作失败服务能够保证操作序列对所有S妇是完全一致的。假定操作g)读数据解锁,算法结宋序列不可串行化,则只可能有一种情况,即操作A和B都是读2.2写算法操作;则违背了读写、与读、写写操作的排他性。对于操作A远程数据共享系统的写数据是指获取整个系统的访间许和 B, spread组通信的排序服务能够保证它们以完全一致的顺可后,遵循操作原子性原则,将写数据的内容提交给本site序在系统中执行。无论这个顺序是A先于B或者B先于A的 damn,由本si的 daemon与其他site的 daem通过组通结果都是止确的(两种顺序下读取的值是相同的)。信过程完成在所有s建立起完全一致的数据备份过程。写2)关于异常的处理其分为两种情况。在第一种情况数完成后,所有的数服务器:都建立起该数据最新的中,事务卷回后,所有活动ste的状态达到了统一,再进行组完仝一致的备份。其算法描述如下:成员视图更新,在更新后的组成员视图上进行预期操作。此a)如只写数据加颚失败,袤示当前數据正在被谅间,不能进行写操过程本身是序列化的。对于第二种情况,如果ste的新合并/作,算法结束恢复是在两个操作中间发生的,那么执行后一个操作前,组b)事务处理廾始C)在site内部写数据,如果尖败;转f;否转d)成员视图已经得到更新,后续操作将在新的组成员视图上执d)依框路出树向所有的ste多更新数据的内容,各ste更新成行;如果ste的新合并/恢复是在某个操作的执行过程中发生功后,则提交事务;否则转f的,该算法的处理是当前操作不此前的组成员视图上继续执e)写数据解锁,算法结束。f)事务卷回;转异常处理算法该操作完成后,将组成员视图更新。以上操作过程都是可序列化的2.3异常处理算法综合以上两点可以证明,该算法的操作过程是可串行化关于组通信过程异常处理的论述详见文献[36]。该算的。依据可中行化理论,该算法是确的。法所论述的异常是指在执行写操作时,发生了网络分区俗并数据服务器崩溃/恢复等引起的写操作无法在所有s建立起4结束语致备份问題。异常处理分为以下两类a)发生网终分区或数据服务器溃吋的处理算法不文基于 spread组通信系统及其服务提山了远程数据备a)当在读操作过稞中发生网络分区,如果是从本s访份厅案及数据访问算法,并对该算法进行了分析证明。该方案问数据,则操作继续完成;如果远程访问数据,网络分区引起操特点是:a)可靠性高。在整个系统中,只要有一个数据备份作访问失败,不会引起薮据不一致性;转(C。可用,就能止常访问数据。也就足在发生了k级错误时,只要(b)当在写作过程中发生了网络分区或数据服务器崩有+1个备份存在,系统航能E常工作。b)数据的读操作遵溃时,系统元法在当前组成员视图中的所有ste建起完全循就近访问原则,只要本地的数据服务器可用,数据的读操作致的数据备份。此时,先将写数据事务卷回就不会影响整个网终。C)采用了 spread¨域网组通信系统,(c)更新组成员视图。算法对岀现网络分区、节点崩溃恢复等情况有很好的处理机(d)在新的组成员视图中的所有s上执行读/写数据制。d)采用印red广域网组通信系统的修剪路由树策略,算操作法能够实现负载动态平衡,避免发生单点政障b)发生网终合并或数据服务器恢复时的处理算法参考文献(a)当发生恻终合并或数据服务器恢复时,新合并/恢复[1]贾瑞勇.基于存储区域网络的开放平台与大型机共享文件系统的s首先进行消息时效性验证向整个系统中多播一条过时关键技术研究[D].西安:西北工业大学,2005:97-162stable)的消息。[2] AMIR Y, NITA-ROTARU CI STAN TON J, Etal. Secure spread: an(b)其余S收到过时消息后将这些消息丢弃,但在本次ntegrated architecture for secure group communicati an[J].IEEE数据访问操作结束后、下次数据访问操作前,将恢复的st更Trans on Dependable and Secure Compu ting, 2005, 2(3): 248261新到组成员视图中。[3 AMIR Y, STANTON ]. The spread wide area group communication(c)被新加入组成员视图的si此后的操作完全与其他stem, CNDS-98-4[R][S 1.]: Department of Computer Science,s相同,但加入组成员枧图前该si的效据服务器「:的数据The Johns Hopkins University 1998: 1-16部分已成为过吋数据。这些数据的读访问必须从网络卜其他[4] BARTOLI A. Implementing a replicated service with group communist读取cation[J]. Journal of System s Architecture, 2004, 50(8): 493-5193算法的正确性分析证明[5]舒后,段成华.基于组通信技术的同步复制方法的研究[]].计算机应用研究;2003,20(3):33-37该算法可根据可串行化理论进行确性分析证明。可[6] BERSTEIN P A, GOOD MAN I. An algorithm for concurency cont串行化理论通过对算法允许的执行序列进行分析,如果算法的and recovery in replicated distributed databases[ J]. ACM Trans on所冇操作序列都是正确的,则算法是下确的。对于本文所提出Database System s, 1994, 9(4): 596-615