基于组通信技术的同步复制模型的.研究

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1、第一章概述1．1问题的提出1．1．1研究分布式数据库复制技术的意义分布式数据库系统通俗地讲是物理上分散而逻辑上集中的数据库系统，它使用计算机网络将地理位置分散而管理和控制又需要不同程度集中的多个逻辑单位联接起来，共同组成一个统一的数据库系统。因而，分布式数据库系统可看成是计算机网络与数据库系统的有机结合。在分布式数据库系统中，被计算机网络联结的每个逻辑单位，称为站点或结点(Node)。在分布式数据库系统中，复制技术p41有着重要的现实意义。它可以提高系统的可靠性、存取效率和改善系统的性能。数据复制是指在全部站点存放整个数据项的副本，它包含全复制和部分复制两种形式。当系统的

2、某一个或几个站点发生故障时，可以对其它站点上的相同副本进行操作，不会因某处故障而造成整个系统的瘫痪，提高了系统的容错能力；另外，系统可以选择离用户最近的数据副本进行操作，减少了通信代价，改善了整个系统的性能。1．1．2复制技术的产生、现状及发展副本的增加带来新的问题【I⋯，即冗余副本之间数据的一致性问题。为保证数据库的一致性，必须对这些数据的所有副本同时作更新，因而产生了副本控制技术。JimGray[2]等人于1996年对这些技术作了分类。分类的标准是：(1)更新什么时候被传播(whenupdatesarepropagated)(2)哪些副本被更新(whichcopies

3、canbeupdated)针对第一种情况，复制技术被分为同步复制(eagerreplication)及异步复制(1azyreplication)。同步复制是指在事务提交之前，更新操作在所有副本之间完成，它的优点：保障副本之间的一致性及较强的容错性。但它带来一系列问题，其中有：死锁、通信量增加、站点规模的限制及事务响应时间的延长。异步复制是指在事务提交之后，更新操作才被传播到其它站点。它的优点是：降低了通信量、缩短了响应时间，提高了系统性能。但它最大的缺点是：先提交后更改，这样在不同站点的副本之间存在不一致现象。在复制领域早期的研究是强调同步技术，因为它提供了强一致性及较高

4、的容错性。对于同步复制技术传统的正确标准是单副本串行性【30】(1-copy—serializability即ICSR)：尽管一个数据项有多个副本存在，但结果等同于一个逻辑数据项(称为单副本等价l-copy．equivalence)并且协调并发事务的执行，使之操作结果等同于对该逻辑数据项进行的某个串行执行，称为可串行性，或称事务是可串行的。考虑第二种标准，也分成两种情况：主副本技术(primarycopy)和全部更新技术(updateeverywhere)。在主副本技术中，站点必须将请求信息发送到一个特殊的站点(server)，该站点就是主副本所在的站点，即主站点。然7第

5、一章裰述聪主站点再将照新结果(哦更新操作)发送给其它站点。而全部鞭新技术使褥对数据顼的爨掰操终能亵系统孛每一个站点上执行，j嚣不霈要专}1处理的滔赢。同步技术的早期解决方寨使用了主副本方法Ij”，后来改进为众部更新方法，并且为了保持多个副本的数据一致性，主要采用读．写全法[30l(read—one／write．alt即R0wA)姆相应的改进方法(read-one／write—ali-available即袋0W轰A)。近几年来，借助于通信机制提供的闲槊定序，AgrawaIt2鄙等人穗出了一种流行(epidemic)协议，它也确保了事务的一致性。襁这种协议里，更新在系统内的传

6、递就像一种传染性疾病，因此取名为epidemic，该方法实现了ROWA。尽管同步笺铡方法有缀多优点，毽这些愚想缀少被翔在商韭产鼹孛，考虑劐瞧能及援模稳懿闻蘧(帮在霹步菱裁审，当蛞熹数增多辩，导教了事务确威时间、冲突的可能性及死锁率大大掇离。)，数据库设计者认为同步技术不实用。因为商业产品强调的是性能，故襄际的商业数据库更倾向于使用异步复制模式1231，絮们均使用了弱一致性模型f2”。为了发展异步方法以满足串行瞧，Breitbart等入赣了缀多努力撵

7、，倦窀键全是基予妻蘩本方法。基本愚戆都怒限制主副本及其它戳本的放薰，撩铡在其它副本中的更新传遂次序。这贱方法能够提供快速响应

8、时间，在一个攀务的执行期间没有消息的交换，并且保持了串行性，然而，备站点的配置及事务执行都受到严格的限制。经历了上遮：；矍程之嚣，邋忍年在复裂领壤基瑷了赣躬磷究方淘【i】{4】：结合嗣、异步复期方法，驿将瑾论联系实际，怒裙Anderson等人12霉瓣磷究是利雳同、异步各自的特点，如；采用分布式锬技术实现审行化；在菜个站点上执行事务，仅当该事务提交后，更新才传撩到远程站点。但该方法怒基于主副零技术，不允许其它站点羹新事务。嚣褥一些数据露专家提出使用组通信技术筹维金雾多复翻魏特熹采瓣决霹步霎翻孛存在懿麓趣，这耱薪懿悉慈在分布式数据