（计算机科学与技术专业论文）cpm系统中内容同步子系统的设计与实现.pdf

，、， ：， i，r。v00d，f“!，#e研女， 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处， 本人签名：遥薹坐 本人承担一切相关责任。 日期：2 垡! ：f ：! ! 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名：! 盔銎蛰三日期：2 叟bf ，( 2 导师签名：日期： ：?_o 0 y 取t ，引 ，”嚣擎口种趣j戎f i；，11 i，i矗邑i警ij嚣彦飞。i；。； c p m 系统中内容同步子系统的设计与实现 摘要 随着消息业务在电信网领域和互联网领域的发展演进，出现了短 消息、多媒体消息、邮件、即时消息等多种消息业务形式。对于用户 而言，他们在使用多种消息业务的时候可以感受到消息业务之间存在 的壁垒。为了打破终端和媒介的壁垒，让消息业务逐渐走向统一和融 合，电信设备商、运营商甚至i t 厂家都在进行探索。o m a 组织成立 了c p m 标准项目，为使用多地址多终端的用户提供点对点、点对多 点、点对应用的融合业务体验。用户可通过c p m 将地址簿、通信媒 体、c p m 消息和c p m 会话历史记录等数据存储于网络，而且可以将 这些数据与用户设备上的数据保持同步，为此，c p m 中使用o m ad s 协议作为c p m 内容存储客户端与c p m 内容存储服务器之间的内容 同步接口。 本文在讨论几种常用的同步协议的特点的基础上，详细介绍 s y n c m l 协议，包括它的协议体系结构、内容表示、握手流程、协议 要点、开发工具包等。在此基础上，给出了能够提供c p m 内容同步 的内容同步客户端和内容同步服务器的需求分析和系统设计方案。针 对c p m 业务对具有分层结构的文件文件夹的内容同步需求，设计了 一个内容同步的数据映射模型，以及基于s y n c m l 协议的同步冲突检 测策略和处理方案，并给出了内容同步过程中改变日志、数据i d 映 射以及同步冲突检测等关键技术的实现。 论文对内容同步客户端和内容同步服务器之间的内容文件夹分 层结构的数据同步进行了测试，验证了系统设计方案以及内容同步数 据映射模型和冲突检测策略和处理方案的可实践性和正确性。 关键词：融合i p 消息业务；同步标记语言；数据同步 ，10lj d e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fc o n t e n t s y n c h r o n i z a t i o ns u b s y s t e mi nc p ms y s t e m a b s t r a c t w i t ht h e d e v e l o p m e n t o fm e s s a g i n gs e r v i c ei nt h ef i e l do f t e l e c o m m u n i c a t i o n sa n dt h ei n t e r n e t ，m a n yk i n d so fm e s s a g i n gs e r v i c e s s u c ha ss m s ，m m s ，e m a i la n di ma p p e a r e d b u tu s e r sc a l lf e e lt h e b a r r i e r sb e t w e e nt h e s em e s s a g i n gs e r v i c e sw h i l et h e yu s i n gt h e m m a n y t e l e c o m m u n i c a t i o ne q u i p m e n tm a n u f a c t u r e r s ，s e r v i c ep r o v i d e r sa n de v e n i tm a n u f a c t u r e r sn o wa r ee x p l o r i n gt h ew a yt ob r e a kt h eb a r r i e r sb e t w e e n t e r m i n a l sa n dm e d i at oc o n v e r g ea l lt h em e s s a g i n gs e r v i c e sg r a d u a l l y a s t a n d a r dp r o j e c tn a m e dc o n v e r g e di pm e s s a g i n gw a sf o u n d e db yo m a i n2 0 0 6 ，w h i c hc a l lo f f e rc o n v e r g e ds e r v i c ee x p e r i e n c el i k ep e e rt op e e r , p e e rt og r o u pa n dp e e rt oa p p l i c a t i o nf o ru s e r sh a v i n gm u l t i a d d r e s sa n d m u l t i d e v i c e u s e r sc a ns t o r et h e i ra d d r e s sb o o k , c o m m u n i c a t i o nm e d i a ， c p mm e s s a g e sa n dc p mc o n v e r s a t i o nh i s t o r yi nt h en e t w o r k , a n dk e e p t h ed a t as y n c h r o n i z e dw i t hu s e rd e v i c e s f o rt h i sp u r p o s e ，c p mu s e o m ad sp r o t o c o la st h ec o n t e n ts y n c h r o n i z a t i o ni n t e r f a c eb e t w e e nc p m c o n t e n ts t o r a g ec l i e n ta n dc p mc o n t e n ts t o r a g es e r v e r t h i st h e s i sd i s c u s s e st h ec h a r a c t e r i s t i c so fs e v e r a lc o m m o n s y n c h r o n i z a t i o np r o t o c o l sa n di n t r o d u c e ss y n c m lp r o t o c o li nd e t a i l ， i n c l u d i n gt h ep r o t o c o la r c h i t e c t u r e ，c o n t e n tr e p r e s e n t a t i o n ，h a n d s h a k e p r o c e d u r e ，k e yp o i n t so ft h ep r o t o c o la n dt h ed e v e l o p m e n tt o o l k i te t c b a s e do nt h ed i s c u s s i o no ft h es y n c m lp r o t o c 0 1 t h i st h e s i sd e s c r i b e st h e r e q u i r e m e n ta n a l y s i s a n d s y s t e md e s i g ns c h e m eo fc p mc o n t e n t s y n c h r o n i z a t i o n w h i c hi n c l u d i n gc o n t e n ts y n c h r o n i z a t i o nc l i e n ta n d c o n t e n ts y n c h r o n i z a t i o ns e r v e r t h e nac o n t e n tm a p p i n gm o d e l w h i c hc a n b ea p p l i e dt ot h ec p mc o n t e n ts y n c h r o n i z a t i o na n dam e t h o df o r s y n c h r o n i z a t i o nc o n f l i c td e t e c t i o na n de l i m i n a t i o no ns y n c m lp r o t o c 0 1 a r e p r o p o s e dt o s o l v et h e p i v o t a lp r o b l e m o f s y n c h r o n i z i n g t h e h i e r a r c h i c a lc o n t e n ta m o n gm u l t i p l ed e v i c e si nc p m s e r v i c e f i n a l l y , t h e r e a l i z a t i o no ft h ek e yt e c h n i q u eo fd a t as y n c h r o n i z a t i o nl i k ec h a n g el o g i n f o r m a t i o n ，i dm a p p i n go fd m a ，c o n f l i c tr e s o l u t i o n a tl a s t t h i s t h e s i st e s t st h es y n c h r o n i z a t i o no ff i l e f o l d e ri n h i e r a r c h i c a ld i r e c t o r vb e t w e e nc o n t e n ts y n c h r o n i z a t i o nc l i e n ta n dc o n t e n t s y n c h r o n i z a t i o ns e r v e r , v e r i t i e st h es y s t e r nd e s i g ns c h e m ea n dt h e p r a c t i c a b i l i t ya n dl o g i c a lc o r r e c m e s so ft h ec o n t e n ts y n c h r o n i z a t i o nd a t a m a p p i n gm o d e la n dt h ec o n f l i c td e t e c t i o na n de l i m i n a t i o n r u l e s k e yw o r d s ：c o n v e r g e di p m e s s a g i n gs e r v i c e ；s y n c m l ；d a t a s y n c h r o n i z a t i o n 第一章 1 1 1 2 1 3 1 4 第二章 2 1 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 3 2 3 第三章 3 1 3 1 1 3 1 2 3 2 3 2 1 3 2 2 3 3 第四章 4 1 4 1 1 4 1 2 4 2 4 2 1 4 2 2 目录 前言1月日吾 选题背景及意义l 课题研究内容及应用价值2 论文组织结构2 研究生期间参与的主要工作3 c p m 内容同步技术。5 融合口消息业务概述。5 数据同步技术概述6 常用数据同步技术及比较一6 通用的数据同步协议s 删l 协议。1 0 s y n c m l 参考工具包l 8 本章小结2 l c p m 内容同步子系统的需求分析和总体设计一。2 3 内容同步子系统需求分析2 3 内容同步客户端需求用例分析。2 3 内容同步服务器需求用例分析。2 5 内容同步子系统总体设计2 7 内容同步客户端的总体设计2 7 内容同步服务器总体设计一3 1 本章小结3 4 c p m 内容同步子系统关键技术的实现。3 5 c p m 内容同步数据映射模型3 5 c p m 内容存储模型3 5 c p m 内容同步数据映射模型3 6 数据同步数据库设计实现3 7 内容同步客户端数据库的设计3 7 内容同步服务器数据库的设计3 8 4 3同步引擎的设计实现4 0 4 3 1同步冲突类型4 0 4 3 2 冲突检测和处理策略4 0 4 4 本章小结4 4 第五章内容同步子系统的测试与验证。4 5 5 1测试目标4 5 5 2测试环境4 5 5 3 客户端界面功能测试4 6 5 3 1 测试方案4 6 5 3 2 测试结果及分析4 7 5 4多个设备与同步服务器的同步5 0 5 5 测试总结5 3 第六章总结与展望 参考文献。 缩略语 图形目录 表格目录 致谢 攻读学位期间发表的学术论文和申请的发明专利 i i 5 5 5 7 5 9 6 l 6 3 6 5 6 7 j 北京邮电大学硕士学位论文 第一章前言 1 1 选题背景及意义 第一章前言 近年来消息业务发展迅速，继短消息业务在全球范围内普遍推广并受到用户 广泛青睐后，用户对消息业务的需求日益多样化，彩信、即时消息、邮件、视频 留言等多种业务相继出现。此外，随着网络的演进及技术的发展，用户利用多种 设备进行消息交互的需求也相继出现。 为了向用户提供不同的消息业务体验，增加对用户的吸引力，各个运营商都 相继部署了多种消息业务，而随着各类消息业务的发展，一些问题也产生了。首 先，各类消息业务垂直发展，各自构建自己的业务系统，各业务系统独立运营、 管理和维护，增大了运营商的投资和运营。另一方面由于消息业务采用不同的客 户端，为使用不同的消息业务，用户不仅需要安装多个客户端，还需要在不同客 户端间进行切换，导致用户使用业务的复杂性加大，提高了用户使用门槛，不利 于消息业务的发展。为了有效解决以上问题，o m a ( o p e nm o b i l ea l l i a n c e ，开 放性移动联盟) 组织于2 0 0 6 年成立了c p m ( c o n v e r g e di pm e s s a g i n g ，融合的p 消息业务) 工作组来研究融合消息业务。 o m a 组织的c p m 工作组通过定义一个建立在s i p i p 核心网上的水平使能 者，提供一组为现有和后续业务简单部署的功能组件和接口组成的、基于客户端 服务器架构的通信业务架构【l 】。在这个框架中存在一个内容同步子系统，子系统 中的内容同步客户端存储的内容和内容存储服务器存储的内容需要进行同步，通 过维持内容存储客户端与内容存储服务器之间的数据同步，间接维持c p m 用户 的多个设备之间的数据同步。c p m 内容存储客户端和内容存储服务器重用了 o m a d s ( d a t as y n c h r o n i z a t i o n ，数据同步) 协议来完成两者之间的同步。 目前已经存在的绝大多数同步系统或者是针对v c a l e n d a r 、v c a r d 2 】【3 】【4 】等扁 平结构的数据类型的同步，或者是基于w e b 服务器的同步系统，不适用于基于 客户端朋艮务器架构的c p m 内容存储系统对具有层次关系的文件文件夹的内容 同步的需求。为此，我们需要为c p m 内容存储系统对数据同步的特殊需求寻求 同步的方案。 北京邮电大学硕士学位论文第一章前言 1 2 课题研究内容及应用价值 本论文主要研究内容是如何基于s y n c m l 数据同步协议，针对具有客户端 服务器架构的c p m 内容存储系统的特殊同步需求，即对具有层次关系的文件 文件夹的数据同步进行研究和实现。具体研究内容如下： 第一，研究和学习c p m 业务架构和s y n c m l 数据同步系统架构。 第二，基于客户端服务器架构的c p m 内容存储系统对具有层次关系的文件 文件夹的内容同步的需求，结合s y n c m l 数据同步规范，给出内容同步系统更 进一步的需求分析和系统总体分层结构，并在这个分层结构的基础上分别给出内 容同步客户端和内容同步服务器的模块划分。 第三，结合c p m 内容存储模型，给出能够应用于c p m 系统内容同步的数 据映射模型，继而根据这个映射模型设计客户端和服务器侧的数据库实体关系。 第四，设计并实现内容同步服务器侧针对多设备同步的同步冲突检测策略和 处理方法，解决c p m 系统中基于多设备之间文件文件夹同步的关键问题。 第五，实现可演示的内容同步子系统，既能够作为c p m 系统中的一个子系 统，也能够作为一个单独的子系统，实现具有层次结构的文件文件夹之间的数 据同步。 1 3 论文组织结构 本论文按照如下的组织方式对c p m 系统中的内容同步子系统的研究和实现 进行阐述。 第一章，前言。给出课题的研究背景和课题的意义，论文的主要研究内容， 并给出论文的章节安排。 第二章，对内容同步子系统涉及的相关技术背景进行概述。在这一章中，对 c p m 框架进行简要介绍，给出数据同步的概念，并对当前主流的同步技术进行 简单介绍和比较，最后重点介绍s y n c m l 数据同步协议体系，为后续的系统设计 和实现提供理论基础。 第三章，c p m 内容同步子系统的需求分析和总体设计。在这一章中对内容 同步客户端和内容同步服务器进行需求分析，并在此基础上给出了内容同步客户 端和内容同步服务器的模块设计和处理流程。 第四章，c p m 内容同步子系统关键技术的实现。在这一章中，对内容同步 子系统实现过程中涉及的关键技术的实现进行阐述，即c p m 数据映射模型和同 2 专 j 北京邮电大学硕士学位论文第一章前言 步冲突检测策略和处理方法关键技术的实现。 第五章，c p m 内容同步子系统的测试和验证。通过对内容同步客户端和内 容同步服务器进行测试，验证了c p m 内容存储数据映射模型和冲突检测策略和 处理方法的可行性。 第六章，全文总结。对c p m 内容同步子系统的设计和实现进行总结，在此 基础上给出下一步可以继续研究的方向。 1 4 研究生期间参与的主要工作 本人在研究生期间参与和完成的主要工作如下： 1 、参与中国联通合作项目我国i p v 6 发展策略与实施方案研究 曲对i e t f 中与i p v 6 相关工作组和产出的r f c 进行总结，完成( m t f 中与i p v 6 相关工作组介绍； b ) 查阅i e t f 中与脚6 发展现状相关r f c ，搜索国外i p v 6 网络的发展 情况，总结i p v 6 发展现状及其在国外网络发展和部署现状，完成 邛6 发展现状研究报告； c ) 查阅i e t f 中i p v 6 过渡技术，完成 口v 6 过渡技术研究报告； m 与杨栋同学共同完成 我国i p v 6 发展策略与实施方案研究；参与 中兴通讯合作项目下一代融合消息业务关键技术研究 曲对o m a 组织有关融合消息业务的大量规范、草案和提案进行每周分 析和每月总结，总共查看的规范、草案、提案的总量约为3 0 0 0 个； b ) 协助项目组其他同学完成五项发明专利的申请。 3 、设计并实现了c p m 系统中内容同步子系统 a ) 对o m as y n c m l 协议规范进行总结，完成( o m as y n c m l 同步协议 研究报告； b ) 设计并实现内容同步子系统的客户端和服务器端。 3 4 北京邮电大学硕士学位论文第二章c p m 内容同步技术 第二章c p m 内容同步技术 本章主要介绍c p m 业务背景及其框架，并对常用的同步技术进行简要介绍 和比较，重点分析s y n c m l 数据同步协议的体系架构和s y n c m l 参考工具包的体 系结构，为后续内容同步子系统的设计和实现提供理论基础。 2 1 融合口消息业务概述 o m a 组织于2 0 0 6 年成立c p m ( c o n v e r g e r e di pm e s s a g i n g ，融合消息业务) 工作小组，规划制定融合的i p ( i n t e m e tp r o t o c o l ，互联网协议) 消息业务需求、 系统架构和技术规范，期望为用户提供一个融合的多媒体通信业务平台。这个工 作小组指出了后续的消息使能者应当具有通用的、可重用的能力，支持构造水平 的基于口的消息业务，并通过网关功能访问遗留技术。c p m 使能者通过使用现 有通信标准业务中的模块来提供多媒体通信业务的融合，它通过定义一个建立在 s i p i p 核心网上的水平使能者，提供了一种框架【l j 。这个框架由一组为现有和后 续业务简单部署涉及的功能组建和接口组成。 c p m 使能者被认为是一个基于客户端服务器架构的，能够提供通信业务能 力的框架，图2 1 是c p m 的体系架构模型，它描述了c p m 使能者组件之间以及 这些使能者组件与外部功能组件之间的交互。 图2 - 1c p m 架构图 s 北京邮电大学硕士学位论文第二章c p m 内容同步技术 在c p m 体系架构中有一个子系统内容同步系统，它由内容存储服务器 和内容存储客户端两部分组成。 内容存储服务器提供对网络中的独立媒体对象进行管理和存储的功能，内容 存储客户端负责管理存储在网络中的内容存储服务器和设备本地的独立媒体对 象。在o m a 的c p m 体系架构中明确了内容存储服务器和内容存储客户端之间 的接口使用w e b d a v ( w e b b a s e dd i s t r i b u t e da u t h o r i n ga n dv e r s i o n i n g ，基于w e b 的分布式创作和版本控制) 协议和o m ad s 协议来实现。 2 2 数据同步技术概述 随着移动通信和分布式计算技术的发展，人们不再局限于使用有线网络获得 信息，不同的移动设备的出现，使移动办公成为一种潮流和趋势。在各种设备上 很可能都会保留相同的用户数据信息，人们更希望能够保持这些数据的一致，希 望当其中一个设备上的数据变化时，其他设备中的数据也能相应的改动，保持两 边的文件数据状态的一致性，这就是数据同步需要解决的问题。 2 2 1 常用数据同步技术及比较 随着数据同步业务的发展，业界出现了很多的同步技术、规范和方案，其中 比较杰出的有p a l mh o t s y n c 技术、i n t e l l i s y n c 方案、m i e r o s o ra e t i v e s y n e 技术、 c p i s y n c 算法、s y n e m l 协议。下面对这几个同步技术进行简单的介绍。 ( 1 ) p a l mh o t s y n c 技术 h o t s y n e 技术【5 】是p a l m 公司为p a l mp d a ( p e r s o n a ld i 西l a la s s i s t a n t ，掌上电 脑) 提出的一种开放设计，在协议与实现的框架中摒弃了对操作系统特性的依赖， 为p a l mo s ( o p e r a t i o ns y s t e m ，操作系统) 和p c ( p e r s o n a lc o m p u t e r ，个人电 脑) 平台之间提供了数据交换和程序安装等能力。图2 - 2 为h o t s y n c 技术的总体 框架结构。 在同步特性上，h o t s y n c 支持的是一种点到点模式的同步。虽然桌面系统与 移动终端的地位是不对等的，但各自都可以与多个异种设备进行同步，没有固定 的中央服务器。 6 北京邮电大学硕士学位论文 第二章c p m 内容同步技术 图2 - 2h o t s y n c 技术总体框架结构 在同步模式上，h o t s y n c 有两种主要的模式：快同步( f a s ts y n c ) 和慢同步 ( s l o ws y n c ) 。快同步在一个手持的p a l mp d a 和上一次同步的p c 或其他移动 终端再次发生同步时发生，是一种增量同步。快同步的通信的数据量与数据集规 模无关，与发生变化的记录数量直接相关。慢同步在手持p a l mp d a 和未同步过 的p c 或移动终端同步时发生，p a l mp d a 将把本地所有数据记录发送给同步对 方，同步对方经过分析、合并更改后再把数据发送给p a l mp d a ，由p a l mp d a 完成自己这一端的更新。在慢同步中，通信数据量与发生变化的记录数据量无直 接关系，而与数据集规模有关。 ( 2 ) i n t e l l i s y n c 方案 美国p u m a t e c h 公司提出的i n t e l l i s y n c 同步架构【5 】基于客户端服务器模式， 同步客户端( p d a 、移动电话) 每次和一个固定的同步服务器进行同步，这个同 步服务器保存了各个同步客户端的数据改变状态和设备信息。 它的优点是客户端每次都和固定的同步服务器进行同步，是一种快同步方 式，可以减少网络的数据传输量和同步时间；同时，因为是客户端服务器模式， 有利于同步的安全策略的扩展和内部信息的广播。 图2 3 显示了一个使用i n t e l l i s y n c 结构的公司网络，用于同步企业信息服务 器( e x c h a n g es e r v e r ) 和一些移动客户端。企业信息服务器中保存了用于更新 i n t e l l i s y n c 服务器的业务信息，i n t e l l i s y n c 服务器保存了各个移动客户端的更新信 息，它们会定期进行数据传输。同时因为i n t e l l i s y n c 服务器和移动客户端的同步 也是定期的，从而使各个移动客户端获得最新的信息改变会有一定的时延。 7 北京邮电大学硕士学位论文 第二章c p m 内容同步技术 e t h e r e d p d a 图2 - 3 使用i n t e l l i s y n c 的公司网络 由于采用了客户端服务器架构，i n t c l l i s y n c 同步也有其局限性：中心瓶颈， 一旦同步服务器失效，移动客户端之间都不能完成同步；系统扩展性，系统能够 支持的客户端数量受到服务器性能的限制。 ( 3 ) m i c r o s o f ta c f i v e r s y n c 技术 m i c r o s o f ta c t i v e s y n c 技术 s l 是微软公司为w i n d o w s 桌面系统和基于w i n d o w s c e ( w i n d o w se m b e d d e dc o m p a c t ，w i n d o w s 嵌入式设备) 的移动设备之间完 成数据同步而提出的一种技术，它可以支持记录、文件等多个粒度的数据同步。 图2 - 4 为a c t i v e s y n c 的总体结构框图，主要包括两种组件：同步业务管理组 件和同步服务提供者组件( s y n c h r o n i z es e r v i c ep r o v i d e r ，s s p ) 。 图2 - 4a c ti v e s y n c 总体结构框图 服务器管理组件是内置于a c t i v e s y n c 中的同步引擎，在桌面系统和便携终 端都存在，一般伴随操作系统和a c t i v e s y n c 服务的安装在系统中被提供。主要 作用是完成同步的一般性任务，例如建立连接、检测同步数据改变、解决同步冲 8 北京邮电大学硕士学位论文第二章c p m 内容同步技术 突、映射和传输同步数据对象等。 服务提供者组件用于了解某个特定类型数据的特性，实现具体应用数据的存 取、操作等方法。桌面系统的服务提供者组件负责主要的同步数据处理。 a c t i v e s y n c 同步的主要特点如下：只能完成w i n d o w s 桌面p c 和w i n d o w sc e 便携终端之间的数据同步；a c t i v e s y n c 同步是实现固定的s s p 对之间的同步，所 有活动需要由统一的服务管理模块来进行协调管理，仅支持固定端点间的连接， 支持的网络规模相对较小。 ( 4 ) c p l s y n c 算法 c p i s y n c 5 1 ( c h a r a c t e r i s t i cp o l y n o m i a li n t a p o l a t i o ns y n c h r o n i z a t i o n ) 是c o m e l l 大学设计的一种同步算法，建立在代数理论基础上，把数据用特征多项式来表示， 一次来解决同步过程中的数据冲突。 该算法的思想：每一个有数据冲突的设备组( p d a 与p c ) 都拥有一个唯一 的特征多项式。在同步过程中，假设p d a 与p c 不同的数据量有m 个，获得样 本点的范围为p ( p m ) 。p d a 把样本点带入它的特征多项式，得到的值传递给 p c 机。p c 机接收该值，用相同方法得到p c 的特征多项式，再采用有理函数插 值的方法得到一个函数f ，这个函数的0 次幂系数便是p c 和p d a 之间不同的数 据值。p c 端完成数据更新后，把更改后的数据回传给p d a ，解决同步过程中出 现的数据冲突，维护数据的一致性。该同步模式的通讯复杂度是o ( n 3 ) 。c p i s y n c 不需要移动设备保存网络中其他任何设备的信息，还支持端对端的同步。 该协议算法的主要特点如下：算法中立于网络拓扑与通信方式，同步依赖于 内容的比较，而不是更新的消息的传递；无需额外的协调就可以支持松散p 2 p 环境下的同步，在同步时，参与同步的设备是完全对等的，不依赖于集中的服务 器，没有单点失效的问题；在算法中，由于设备之间直接通过由记录内容确定的 特征多项式来进行信息的交流与比较，因而可以在大范围内进行数据集的同步， 无需考虑更新日志等信息在网络传输时的一致性管理，设备也无需存储额外的同 步源信息( 如更新日志、映射表等) ，有效地减少了存储空间的消耗；其计算量 随着更新记录的数量激增，在更新量大而移动终端运算能力较弱的环境中不适 用；另外，它同步的数据单元是以数字形式表示的信息单元，在具体应用中存在 一定的局限性。 ( 5 ) s y n e m l 协议1 7 l 虽然目前已经有了很多的数据同步协议，而且各种新的协议还在不断产生， 但它们都有很大的局限性，大多数只能支持有限种类的设备、系统及数据类型。 这些互不兼容的协议增加了各方面工作的复杂度，限制了便携设备的进一步使 用。为此，当前著名的一些通信企业联合起来，制订了一种全行业通用的移动数 9 北京邮电大学硕士学位论文 第二章c p m 内容同步技术 据同步协议s ) i l c m l ，开放性是它最重要的特点。 s y n c m l 是一种增量同步的协议，对每个设备都要维护数据的改动信息数据 库文件，同步发生时，先判断是哪个设备，找到这个设备对应的改动信息数据库 文件。只发送该数据库中标记为需要同步的记录，同步后再重置记录的标记。 s y n c m l 数据同步的特点是同步速度快、开放性好、支持各种多种的同步设 备。 ( 6 ) 各种数据同步技术的比较 在对不同的同步方案进行比较之前，首先要确定比较的标准。我们可以基于 以下的标准对上述的同步协议方案从逻辑拓扑、系统规模、传输负载、计算强度、 兼容性等方面进行比较。 逻辑拓扑方面：i n t c l l i s y n e 采用中央架构，健壮性较差，其他协议都是分布 式，健壮性较好； 系统规模方面：f a s ts y n c 最弱，只能支持两个固定的设备；s y n c m l 也不很 强，需要保存每个设备的改动日志，存储空间开销稍大；i n t e u i s y n c 比较好，但 所有的负载都在中央服务器上； 传输负载：c p i s y n c 性能最好，s l o w s y n c 最弱，因为它需要传输便携终端 的所有同步数据； 计算强度方面：s l o ws y n c 几乎不做任何计算，而c p i s y n c 需要做的运算较 多，但它的运算是不对称的，可以尽可能地把复杂运算放在p c 端完成； 兼容性和互操作方面：s y n c m l 同步由于s y n c m l 协议的开放性，能够支持 不同厂家不同类型的设备完成同步，适用性比较广泛；a c t i v e s y n c 只能用于微软 的w i n d o w s 桌面系统和基于w i n d o w sc e 的便携设备，适用性最低。 2 2 2 通用的数据同步协议s y n c m l 协议 目前数据同步中的一些同步技术，有的只能应用于特定类型的网络设备，有 的只能同步某几种特定的数据格式，有些有固定的传输协议限制，这样在不同的 数据同步终端和服务器之间很难做到真正的互通，给最终用户、设备提供者、服 务提供者、应用程序开发者都造成了很大的麻烦。 为了满足移动通信发展的需求，在一些著名通信公司的倡导下，成立了 s y n c m l 工作小组，这个工作组的目的就是设计一种通用的数据同步协议，能够 满足各个设备厂商之间同步业务的互通。这个协议就是s y n c m l 协议，并在2 0 0 2 年的时候，s y n c m l 协议成为o m a 的一个组成部分。在s y n c m l 协议的推动下， s y n c m l 同步迅速发展，并成为行业标准。 北京邮电大学硕士学位论文 第二章c p m 内容同步技术 s y n c m l 实际上是一个协议族，主要包括s y n c m l 数据同步规范组( d a t as y n c s p e c i f i c a t i o n s ) 和s y n c m l 设备管理规范组( d e v i c em a n a g e m e n ts p e c i f i c a t i o n ) ， o m a 组织又从这两个组中抽取了一些共同的部分组成公共规范( c o m m a n s p e c i f i c a t i o n s ) ，从而形成了如图2 - 5 的系统结构。 c o m m o ns p e c i f i c a t i o n s 。s y n c m lr e p r e s e n t a l o n s s y n c m ls e r v e ra l e r t e dn o u f i c a t t o n 。m e l a i n f o r m a t l o n h t t pb i n d i n g o b e xb i n d i n g w s pb i n d i n g d a t as y n cs p e c i f i c a u o n s s y r c m lr e p r e s e n t a d o n - d a t a s y n cu s a g e d a t a s y n cp r o t o c o l 1 3 e v o bl n i h m a n d m 帕q e 曲，e m 鲥，f l l e j = o k l e r d e v i c em a n a g e m e n t s p e c i f i c a 廿o n s 8 y n c m lr e p r e s e n t a l i o n d mu s a g e d e v i c em a n a g e m e n tp m t o c o l d e v i c em a n a g e m e n tn o t m c a t i o n d ms t a n d a r d i z e do b i e c t s d e v i c em a n a g e m e n ts e c u r i t y d e v l c em a n a g e m e n ts e c u r i t y d e v i c em a n a g e m e n tt r e e 图2 - 50 m as y n c m l 规范结构关系图 公共规范包括的主要协议有： s y n c m l 表示协议【s 】：规定了s y n c m l 协议包的表示形式，是数据同步表 示协议和设备管理表示协议的超集； 元数据信剧9 】：用于数据同步规范组和设备管理规范组的元信息表示； 传输绑定协议f 1 0 1 1 1 1 2 】：包括了超文本传输协议绑定、对象传输协议绑定 和无线会话协议绑定。 s y n c m l 数据同步需要的协议除了上面的部分外，还需要如下的协议： 数据同步协议【1 3 】。定义了s y n c m l 数据同步的协议流程； 数据对象规范：定义s y n c m l 传输的具体应用的m i m e ( m u l t i p u r p o s e i n t e r a c tm a i le x t e n s i o n ，多用途网际邮件扩充) 数据表示格式。 2 2 2 1s y n c m l 框架 图2 - 6 描述了采用客户端朋艮务器模式的s y n c m l 框架【1 3 1 。 北京邮电大学硕士学位论文 第二章c p m 内容同步技术 a p pa j y i k e n g i n e s y n c s e n ，e r a g e n t $ y i n c m l l 锦唧tw s p ，o o 臼t ) 图2 - 6s y n c m l 框架 s y n c m l 客户端包含了同步客户端代理，它把修改信息发送给服务器，并且 能够接收来自服务器的应答消息。通常，s y n c m l 客户端是手机、p d a 、p c 等 设备。 s y n c m l 服务器包含同步服务器代理和同步引擎，一般来说，服务器等待 s y n c m l 客户端发起同步请求，服务器接收客户端的修改信息并对同步命令进行 分析，完成同步冲突检测和处理，最后把需要客户端完成的改动发送给客户端。 服务器的提醒机制能够使s y n c m l 服务器主动发起同步过程。一般较高性能的 p c 都可作为s y n c m l 服务器。 在图2 6 描述的框架中，应用程序a 是一个网络服务器，其他的网络设备( 在 图中为应用程序b ) 可以和它进行数据同步。客户机和服务器之间通过底层网络 进行连接，在图中给出了三种通信方式lh 盯p ( h y p e r t e x t t r a n s p o r t p r o t o c o l ， 超文本传输协议) 、w s p ( w i r e l 鹤ss e s s i o np r o t o c o l ，无线会话协议) 和o b e x ( o b j