基于非结构化纯P2P的副本一致性维护研究

论文摘要

随着互联网络的发展,对等网络技术作为一种新型的分布式网络模式得到越来越多的重视和研究。各种基于P2P技术的应用不断涌现,人们不再满足于只利用对等网络完成资源的搜索和下载,支持动态业务的P2P系统成为新的研究目标和方向。复制技术作为一种关键技术在提高分布式系统的可靠性和可用性的同时也带来了一些问题。其中一个最重要的问题就是如何维护各个副本之间的一致性。因而研究对等网络上的副本一致性是很有意义的。本文在研究了现在的一致性维护算法的原理的基础上,分析各个算法的不足,提出了一种改善网络性能和更新传播效率的一致性维护算法—基于副本链的一致性维护算法。副本节点通过在网络中广播资源探查消息,具有同类副本资源的其他副本节点给出响应从而建立副本链。针对副本的更新消息在构建好的副本链中的节点间转发,使更新消息的传播带有明确的目的性,避免了盲目的洪泛广播。此外本文提出的副本链算法的另一个创新点是充分利用广播消息携带的信息给副本链的维护带来便利。本文利用仿真平台PeerSim与采用洪泛广播的一致性维护算法进行对照试验,验证了副本链算法的有效性。本文还提出了两个基于副本链算法的冲突解决方案,应用其中之一并结合副本链算法设计一个简单的原型实例。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.1.1 分布式对等网络的产生和发展
• 1.1.2 数据复制技术和副本
• 1.1.3 分布式数据副本的一致性维护
• 1.2 P2P副本一致性维护研究现状
• 1.3 文章结构安排
• 1.4 本章小结
• 第二章 P2P及一致性技术研究
• 2.1 P2P概念
• 2.1.1 P2P定义及特点
• 2.1.2 P2P拓扑分类
• 2.2 一致性维护研究
• 2.2.1 副本一致性研究领域
• 2.2.2 一致性模型概念及分类
• 2.2.3 传统的一致性维护技术
• 2.3 纯P2P下几种主要副本一致性维护算法
• 2.3.1 洪泛广播算法
• 2.3.2 轨迹标签算法
• 2.3.3 基于概率的传输算法
• 2.3.4 基于副本分割树的一致性维护方法
• 2.3.5 几种算法的比较
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于副本链的一致性维护算法
• 3.1 算法的提出
• 3.2 相关定义
• 3.3 副本链工作原理和算法实现
• 3.3.1 副本链的构造
• 3.3.2 副本链的动态维护
• 3.3.3 一致性维护流程
• 3.3.4 相关数据结构
• 3.3.5 算法的可行性
• 3.4 算法的性能分析
• 3.4.1 算法的通信代价
• 3.4.2 算法的存储代价
• 3.5 算法的特点和优点
• 3.5.1 应用特点
• 3.5.2 主要优点
• 3.6 对副本链算法的改进和扩展
• 3.6.1 算法效率的改进
• 3.6.2 探查的并发
• 3.6.3 副本节点失效管理
• 3.6.4 副本链索引管理
• 3.7 更新冲突的解决策略
• 3.7.1 更新冲突的产生
• 3.7.2 方案1使用令牌
• 3.7.3 方案2划分主动更新区域
• 3.8 本章小结
• 第四章 副本链算法的仿真实验
• 4.1 仿真平台
• 4.1.1 PeerSim简介
• 4.1.2 拓扑的生成
• 4.1.3 配置文件
• 4.2 仿真实验过程与结果分析
• 4.2.1 覆盖度实验
• 4.2.2 平均更新消息数对照实验
• 4.2.3 消息受节点规模影响实验
• 4.3 本章小结
• 第五章 原型分析与设计
• 5.1 原型实例
• 5.2 节点系统总体设计
• 5.3 用户接口层设计
• 5.4 数据管理层设计
• 5.5 通讯管理层设计
• 5.5.1 消息类型
• 5.5.2 消息格式设计
• 5.5.3 消息的处理流程
• 5.6 本章小结
• 第六章 总结和展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的主要研究成果