基于并行分层式链路分布式数据更新的协议及副本复制研究

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1、西南交通大学博士学位论文基于并行分层式链路分布式数据更新的协议及副本复制研究姓名：寇玮华申请学位级别：博士专业：交通信息工程及控制指导教师：徐扬20040801西南交通大学博士研究生学位论文第1页摘要士在分布式数据库领域j分御式数据更新是极其重要的研究课题，因为数据更新操作必须满足数据库的完整性、一致性、可靠性和稳定性要求。针对分布式数据库的要求，分布式数据更新有强一致性和弱一致性之分，强一致性的数据更新是通过分布式事务的协议进行，这个协议必须满足ACID特性；弱一致性主要体现在数据副本复制上。借鉴分布式数据库领域中众多专家、学者关于分伟式数据更新的相关

2、研究工作，取得了以下研究成果：一提出并构造了满足强一致性及AcID特性的P2L2PC协议1．分布式数据库的传统连接结构具有各自优点的同时，它们有其无法克服的问题，为了解决这些问题，应在链路补偿方面作一定研究，使链路生成和形成多元化，为分布式数据更新提供更完善的连接结构，基于此目的建立了并行分层式链路。并行分层式链路是在一个连接结构中，具有链路分层的同时又有补偿的并行链路，最终目的是完善、优化地执行分布式数据更新。2．目前已经提出许多分布式数据库提交协议，尽管这些协议都能保证分布式事务ACID特性，但基本采用的是投票法的“一票一次性否决”规则。本文采用投票

3、法“一票多次性否决”规则，提出并构造了P2L2PC协议，即数据更新在并行分层式链路基础上，只有在一个参与者的一个子事务的所有消息是提议撤消情况下，协调者才能确认该参与者是建议撤消。3．按照分布式事务原则的要求，对P2L2PC协议是否满足各个准确性准则进行了证明。通过证明可知P2L2PC协议在分布式数据更新时很好地保证了分布式事务原子性，即维护了数据库的一致性。4．通过记录日志次数、报文交换数量和事务失败率三个方面将2L2PC协议和其它协议进行了性能评价和比较。P2L2PC协议通过适当提高日志操作次数和报文发送次数来降低协议执行的失败率，表明P2L2PC协

4、议有其特定的优点，尤其是P2L2PC协议较高的成功率，使分布式数据更新事务的成功得到保证。5．对分布式数据更新时可能发生的故障进行了分类分析，并针对P2L2PC协议设计了故障恢复协议和事务终结协议。故障的发生是破坏数据库完整性和～致性的主要原因，通过对分布式数据库系统故障的模糊性界定，使第1I页西南交通大学博士研究生学位论文P2L2PC协议在故障恢复时，具有较高的可靠性；通过对故障发生在不同阶段的终结请求分析，设计了P2L2PC协议的终结协议，从终结分析和终结协议的设计可以看出，P2L2PC协议消除分布式事务被挂起现象，即尽可能不让事务阻断发生。二弱一致

5、性的副本更新问题研究1．基于并行分层式链路对传统的对等复制进行了改进，提出了优先级约束的衍生对等复制策略，同时推断出衍生对等复制的可行性链路；结合对等复制和优先级约束原则设计了优先级约束衍生对等复制算法，为副本复制的并发控制奠定了一定基础。2．对分布式数据库系统发展过程中出现的多分割副本问题进行了系统的分析，同时对多分割副本传播复制提出了三种策略：单次传播复制策略、二次传播吞吐复制策略和并行二次传播吞吐复制策略。三种策略的基本思想是将多分割副本分解再吞吐传播，并还原复制，主要解决副本数据不重复传播问题、未修改数据不进行传播问题及并行链路中多分割副本复制问

6、题。三针对P2L2PC协议及副本复制问题进行并发控制研究1．基于时效期对P2L2PC协议的并发控制问题进行了分析，并建立了P2L2PC协议的时效锁并发控制方式。2．针对对等复制过程中并发情况提出了中断策略和优先级准封锁策略，同时对多分割副本复制过程中的并发控制问题进行了分类分析，并提出了多分割副本复制的并发控制算法。四结合快速发展的分布式应用技术，对本文的理论研究内容进行了技术实现方面的可行性设计，从而提出了分布式数据库接力访问模型。1．分布式数据库接力访问模型的核心思想是将多层体系结构的分布式应用技术应用于分布式数据库访问上。2．分布式数据库接力访问模

7、型功能特点是将请求异地数据和异地数据请求都以消息机制进行推送，解决在访问分布式数据库情况下网络开销过大、数据库互连复杂、数据更新时保证一致性困难等问题。关键词：2PC协议：P2L2PC协议：副本复制；分布式数据更新；分布式数据库系统ABSTRACTInthefieldofDDBSfdistributeddatabasesystem)，distributeddataupdatingisaveryimportantresearchfulproblem，becausedataupdatingmustfulfilintegrality，coherence，rel

8、iabilityandstabilityofthedatabase．Fromth