硕士论文-小范围移动环境中基于混合P2P架构的数据同步模型研.pdf

电子科技大学 硕士学位论文 小范围移动环境中基于混合P2P架构的数据同步模型研究 姓名 袁婷 申请学位级别 硕士 专业 计算机软件与理论 指导教师 周明天 20040201 摘要 学科专业 计算机软件与理论 论文题蟊 小范围移动环境下基于灞合P 2 P 的数据同步模蝥磷究 硕士研究生 袁婷 0 1 S 0 6 1 6 6 导师 周明天教授 论文酋先介绍了移动计算环境的形成过程 并对数据同步 移动计算环境和小 菰潮湿合P 2 P 架搀簿援关援念 乍了详细阐述 然后 以传统麴数据尉步技术弱现有 的主流商业同步产晶实现为主要内容展开比较分析 评价他们各自的优势和不足 掺出现有的移动数据管理产品存在报太的局艰性 只是结合移动环境的部分要求丽 熬于固网产品的修改和调熬 就数据同步而言并没旃大的突破和发餍 针对移动计 算环境还存在很多不足之她 随后 论文介绍了时下相关的一些新按术 新协议如 S y n c M L 嗣步协议 它由 S y n c M L 同步协议 S y n c M L 液示协议及S y n c M L 协议冲突处理机制三部分组成 其中 S y n c b I L 表承诱议穰好魂髂决了异丰驽设备之阐鹣获赛孛瓣题 P 2 P 檠稳 溪有懿P 2 P 絮构 可分为集中式P 2 P 分布式P 2 P 和混含式P 2 P 兰种不同的类型 P 2 P 架构对传统c s 结构 懿洚击改交了传绫数据同爹技术静传用基磷霾平台 移动A g e n t 技术 移凌A g e n t 鼓 其智能性 自主性 感知性 协作性及移动性在移动环境下具有天然的优势 论文 鬟患分辑了这三季孛耱接寒瓣黉统戆数据嗣爹按本联带寒豹影旗 著基于P 2 P 絮橡帮移 动A g e n t 技术各自的特点 提出将P 2 P 架构与移动A g e n t 技术相结合 增强节点间的交 蔓貔力 怒解决移动诗霎玮境下的数据霹步阉题豹一个舒之蠢效豹方案e 在此麟础上 论文针对小范围移动环境 融合P 2 P 的一个典型应用 J x T A 体系与 A g e n t 技术两者豹傀势 提出了全裁的数据阍步模型A M P M 并分别说明了该模型的各 熏要组成部分 核心数据间步算法H U 改进的I P 多播技术及轻载服务器的控铕l 衩转 移肇略 并着重阐述了H V U 算法的主要策略 数学证明及具体的设计寰现 实验结果 表明 采掰T H V U 舞法的A M P M 模型熊有对等点移动谶强 无灌独立的中介服务器 髓 有效收敛辨构数据等特点 最后我们将A M P M 模型应用于民航机场新一代调度系统上 结合祝场外汤谲度的需求 基于A M P M 模登薅立静C A P A M D 痰糟系统解决了矫场数据 采集和信息传递这一信息篱理的 盲区 问题 取得了良好效果 关键诃 移动A g e n tP 2 P 架构数据阐步 A b s t r a c t M a j o r C o m p u t e rS o f t w a r ea n dT h e o r y S u b j e c t AR e s e a r c hA b o u tT h eD a t aS y n c b r o n i z a t i o nM o d e lB a s e dO nM i x e d P 2 PS t r u c t u r eI nT h eS m a l lA r e aO fM o b i l eC o m p u t i n gE v i r o n m e n t N a m e Y u a n T in gA c e d e m i cA d v i s o r P r o f Z h o uM i n g t i a n F i r s t t h i st h e s i s i n t r o d u c e ss o m ep r e v a l e n td a t as y n c h r o n i z a t i o n t e c h n o l o g i e sa n dc o r r e l a t i v ep r o d u c t s s u m m a r i z e st h e i ro w na d v a n t a g e sa n d d i s a d v a n t a g e s a n a l y z e s t h e i rd r a w b a c k sw h e ne v a l u a t e di nt h em o b il e c o m p u t i n ge n v i r o n m e n t T h e nt h et h e s i si n t r o d u c e ss o m en e wt e c h n o l o g i e sa n d p r o t o c o l s w h i c ha r er e l a t i v et od a t as y n c h r o n i z a t i o n s u c ha s S y n c M L p r o t o c o l P 2 Ps t r u c t u r ea n dm o b i l ea g e n t i l l u m i n a t e st h ei m p a c tt h e yh a v e b r o u g h t t od a t as y n c h r o n i z a t i o nt e c h n o l o g y T h e r e f o r e t h et h e s i sp u t s f o r w a r dae f f e c t i v es o l u t i o nt h a tt h ei n t e g r a t i o no fP 2 Ps t r u c t u r ea n dm o b i l e a g e n t t o s o l v ed a t as y n c h r o n i z a t i o np r o b l e m i nt h em o b i l e c o m p u t i n g e n v i r o n m e n t F u r t h e r m o r e a i m i n g a tt h es m a l la r e ao f m o b i l ec o m p u t i n ge n v i r o n m e n t t h i s t h e s i st a k e sa d v a n t a g e so fb o t hJ X T Aa n dm o b i l ea g e n t b r i n g sf o r w a r dan e w A M P M A g e n t b a s e dM i x e dP 2 PM o d e l T h e t h e s i ss p e c i f i e st h ei m p o r t a n t c o m p o n e n t so fA M P M i n c l u d i n gt h e k e r n e la l g o r i t h mH V Uw h i c hs o l v e sd a t a s y n c h r o n i z a t i o np r o b l e m t h ei m p r o v e dI Pm u l t i b r o a d c a s tt e c h n o l o g ya n dt h e c o n t r o lr i g h tt r a n s f e rp o l i c yo ft h el i g h tw e i g h ts e r v e r I nt h ed e s c r i p t i o n o fH V Ua l g o r i t h m i ti so u rs t r e s s e st h a tt h em a i nu p d a t ep o l i c i e sa n dt h e a c t u a ld e s i g n so ft h i sa l g o r i t h m A tl a s t t h eA M P Mw h i c hw ea p p l yt o t h e e n g i n e e r i n gp r o j e c tp u t s o nag o o de f f e c t K e yw o r d s m o b i l ea g e n t P 2 P s t r u c t u r e d a t as y n c h r o n i z a t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研 究工接及取褥的研究成果 攒我赝翔 除了文中特剐加以标注鞠 致谢的地方外 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 暴 也苓包含势获褥电子科技大学或其它教育机构的学饿或证嘟 丽使用过的材料 与我一同z 作的同志对本研究所做的任何贡献 均已在论文中住了骥确的说骥并表示谢意 签名 盔垄兰墨期 蛔争年2 胄霹 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者宪全 7 解电子零嘻技大学有关傺黧 健霞学位 论文的规定 有权保留并向豳家有关部门或机构送交论文的复印 睾襄磁蠢 允许论文被查霞秘借阕 本人授权电予科技大学霹以 将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索 可以采 鼷影印 缩印筑扫接等复制誓段保存 汇镶学馒论文 保密的学位论文在解密后应遵守此规定 签名 盘查蠡导师簸名 日期 泖洱 鱼至塑堕壅鐾堂堡笙苎 尘蔓照黧垫至堂皇垄三遇窟 婴塑塑箜墼塑塑生堡型塑塑 1 1 论文的研究背景 第一章雩 言 随着计算机技术 通讯扳术和网络互联披术的迅速发服 信息管理已发展到 默数据处璎为中心 移动计舞 W E B 诗算以及数攒挖掘张开采等多静技术乎段 并存的阶敷 大量P D A 鬻上电脑和笔记本电脑镣移动设备的普及应用 激发 了个人遽讯网 P R N 网终计算桃 N C 以及对筹网络 计舞 P 2 P 等颓概念 韵产生 移霸诗算黼络环境征逐步形成孔 2 3 1 基予移动计算的两络环境戳薮鲜明 的姆点1 4 5 1 移动性 断接性 带宽多样性 可伸炼性 弱可靠性 网络通讯鲍 菲对称注 遣源怒力局滠往等对糨关的诗箨技术掇穗了新瓣簧求 移动办公 移 动调度 移渤计算簿实际 陂用促动了网络拽术 通讯技术 数据管邂技术向移动 领域鹈延确 适台予移凌诗算环境靛数据管理体系结稳琶国传统静C S B S 粱 构 先演变为C l i e n t J A g e n t S e r v e r I6 架构 樽变至C l i e n t I n l o r c e 州S e r v e r 7 I 架构 耋至疆在广泛弄蒸繇究蕊P 2 P 絮梅 交簸麓 鼙孛捂惑 C t i e n V A g e n f f S e r v e r 袈褥 和C l i e n t I n t e r c e p V S e r v e r 架构通过揉合A g e n t 技术很好地解决了客户机与数据服 务器之瓣嚣隽移魂诗算瓣终鼹低繁宽 褰惩避泰爨孛鹱等将惠菠繁絮浆弱络连接 问题 提商了网络的利用率 但它梅移动客户机的移动性镎理 跨馘性操怍以及 穆葫客户壤与鼗撬服务器乏淹数据灏步控剿等方疆豁表热骥考露 蒋淼上穆韵嚣 算环境与棒统计算环境的谶一步融合 将舜构设备 平台 系统间的多层次通信 帮交流爨题瑟现套谣蔫 传缝懿数撩霹步鼓拳踺j l 阕题秃掇必力 嚣P 2 P 骐其 高艨抽象的独立个体 抛开真实的物理硬件环境和尚内聚 低耦合纳软伴成用在 给佟笺熬数攫管理模式带来了强有力砖毒鲍霞薅对娃上阚题鹣解决始来了珂髭 因此 P 2 P 网络架构结合A g e n t 通信这种崭新的数据管理模式应运而生 但目前 对羚P 所展开赡磅究鞋资源搜索 定位昶共享为泰 直接黜P 2 P 网络架翰下静 数捅收敛披术则涉及极少 因此 本文将从研究蕊于P 2 P 的异构数据间同步控 毒4 技术A 手 缝食M o b i l eA g e n t 技术提出小范围移戢环境中基于混会P 2 P 架槐 豹数据葡疹模型 该模型其有 1 纣等煮镟备前移动性强 2 无浠独立豹中介 服努器 3 快速收敛异专奄数据笛三大特点 从一定摆度上填补了传统的 C l J e n t C A g e n t S e r v e r 和C l i e n t I n t e r c e p t S e r v e r 橥鞫豹不是 充分震瑷了移动计算羲 域广阕蘸景 皇量翌技大学硕士学饶论文小范围移动环境中基于混台P 2 P 槊构的数推同步模搿研究 2 论文的核心概念 1 2 数据萄步概念 业爨对数据慝步并没蠢严撂意义上毂定义 文献 6 8 中指出 数据网步是 一种允许在不同计算机上的多个数据库间保持数据一致性的技术手段 在 S y n c M L 协议的邑皮书上怒 数攒同步是一个使褥嚣个袋合中的数据看怒寒一 致的处理过程 f 9 针对在应用中所同步的数据炎型的不同 数据同步脊狭义 和广义之分 1 2 1 1 狭义的数据湖步概念 S y n o h r o n iz a t i o n 定义1 S y n c h r o n i z a t i o n 是将数蠢当麓猿态豹最终结祭集回终歪穗关麓森 并更新对应的数据以维护数据的一致性 忽略具体搴务的执行过程细节 执行该 撩俸鞋哥潋校撂嚣浓选择簧新区域豹丈零 1 2 1 2 广义的数据湖步概念 结合上述概念并放在特定的移幼计算环境中 我们定义广泛的数据同步如 下 定义2 广义的数据同步是指能在不阊设备 不同平台上的异构数据库间保 持多个副本一致性的技术葶段 很显然 从定义2 中可以看出 狭义概念的数据同步只是广义概念数据同步 的技术手段之一 在本文论述中如不加以明确说明 数据嘲步均指广义概念上的 数据同步寇义 1 2 2 移动计冀环境 定义3 移动计算环境是传统分布计算环境的扩展 煅指由固定结点和移动 绩患共阕搦戒藜瑟瓣努毒计算拜壤 在传统的分布计算系统中 各个计算结点之间都是通过固定网络连接的 并 始终僳拷嬲络戆持续连接瞧 纛移韵毒 翼凝系统誉矮冬这糖条终e 圈l l 鼹暴了 移动计算环境的典型体系结构 移动计算系统是由固定结点和移动结点构成的分 毒诗算系统 它将健霜户不蓐震要终舞在毅定挝警不变 瑟是可以携带蔷移动诗 算机自由移动 并猩移动的同时通过移动通信网络保持与湖定结点藏其他移动结 点的连接 在匿1 1 爨示盼移动诗冀琢境中 离遮曛定网络部分撬成主干 固定 网络中拥脊若干移动服务支持结点M S S M o b i l eS u p p o r tS t a t i o n 是支持移动 诗冀的固定站点 最毒无线透信接日 每个M S S 受责建立一个移动设备燹线网 2 量型大学硕士学位论文小范闯移动环境中基于混台P 2 P 架构的数据同步模型研究 络单元 M o b i l eU n i t M U 如图l l 中所示的无线广播单元或无线局域网单元 移动计算机 M o b i l eC o m p u t e r M C 可以从任何一个无线网络单元经由M S S 连 接捌固定潮络中 服务器负责维护中心数据库 它可以赴耀客户酌联祝请求 并 可以保留所有请求的历史记录 服务器之间由可靠的高速网络连接 而且服务器 与M S S 可以是丽一台梳嚣 相对予可靠佳不高的秃线丽络鼙元 我稻将露怒网络 部分称为可信部分 国l l 移动计舞强援嚣熏图 移动计算环境通常有以下的特点 基于乏线设备和协议的网终邋继 不可预知及突发橼非连接状态 而且这种状态往往会持续保持较长时间 低赘宽 如G S M 网络数攒传输只能达到9 6 k b p s 即使继续发展 相比 有线网络 带宽总是处于较低永平 高度的带浇波动 无线通信的传输性能波动是客溉存在的 且这釉波动 往往不是由于两络拥塞造成 舅种网络环境 出于设备经常移动到不同的网络 因此从硬件到执议在 各个地方都可能不一样 移动系统必须髂处理这静交铯 蒜种安全隐患 使用无线通信的分布式应用会面临更多的安全问题 如 邋信本身的安全 奠及由予改变安全域蔼弓 莛豹笈杂运麟 移动主机的位露改变引起的移动性问题 由予移动圭税戆溺络邋垃动态胃交 系统需囊校摇当蘸整鹫进李亍动态配置 成用必须获得 必位置敏感的信息用于备种计算 另外 位置的变化可能对通信 状况产生嘏大的彰嫡 便携式设备在移动计算中应用普遍 移动分布式系统 特爨是客声漩系统 嚣要兖分考懑黉这类设备夔特点 主 要包括 低能耗 数据容易丢失 用户界面的特殊性 计算和存储能力有限等 这些新懿特点给转绫靛分毒式技零繁了裁静阙嚣 鼹爨骞技零瓣改邀蠛镯残 3 皇童 燮查篷堡主堂笾堡塞 尘蔓里整塾墅篓生茎量遇鱼 翌堡塑塑墼楚旦生塑型堑窒 变革才能邋应新的移动计算环境的需求 2 3 小范围的混合P 2 P 架构 定义4 小范围的混合P 2 P 架构 详见3 2 1 2 是特指跳数较少的P 2 P 网 络絮褐 逡墨据最大至嚣域瓣范蠢鹣P 2 P 瓣络絮构 这种约定是常用P 2 P 定义的一个裁减 常用的P 2 P 定义认为网络中的每个组 戏帮分都有遵守糖阉鑫冬瀑瓣葶霎震籍耀霹熬义务 这些组戏都努胃黻是予熬蠹戒 员 也可以I n t e r n e t 上的终端 如在J X T A 协议中就规定N e t P e e r G r o u p 魑系统 默谈灼对等组 弹挺3 2 3 2 将整个I n t e r n e t 上熬露鞑乎叁续入其中 在攀 见的商业成用中 这种大范围 广域网基础上的协同工作现象很少见 多以局域 鹂应用屠多 故我们将P 2 P 定义缨减羹局域鼹大小的网终臻境 1 3 论文的组织结构 论文首先介绍了移动计算环境的形成过程 并对数据嗣步 移动计算环境和 渥会P 2 P 絮梅等救楣关摄念加以羹点阐述 第二章则以传统的数据同步技术和现有的主流商业同步产品实现为主綦内容 展开比较分析 分别介绍7 同步中间件技术和O r a c l e S y b a s e I B M 以及M i c r o s o f t 等多家公司的商用数据库同步技术 评价了它们各自的优势和不怒 重点分析了 在移动计鳟环境的条件下裕在的兔天缺陷 为孕育出一个鼹为优化的数据阍步方 案提供了憩路 第三章分别介绍了现有的新技沭 新协议 如S y n e M L 协议 P 2 P 架构和M o b i l e A g e n t 按术 并着燕讨论了这些耨技术对传统的数据葡步羧朱掰带来静影嫡 分 析研究表明 将S y n c M L 协议数据表示协议 P 2 P 架构及其代表协议 J T A 穗议与M o b i l e A g e n t 技术糖结合 是一静邋应予移动诗算环境下豹耨鳖数据同步 优良方案的结论 第瑟章集孛讨论A M P M 模鍪懿檠擒 耧蒸体实现 稷器上一章选定戆方案 在 提出核心思想 分析核心策略 数学定理诞明的基础上 设计并编码实现丁该模 受 魏努 模登中还提供了p 多播失效策噻羁赣簸l 受务器迁移繁旗 实验缝票 表明该模型是先进的 第五章澜述TA M P M 模型奁聪麓撬场耨一钱诵度系绞孛懿癍援 缝合凝场努 场调度的需求 基于A M P M 模型建立的C A P A M D 应用系统解决了外场数据采 集强薅惠佟遽这一售患管理鹳 寒区 溜躯 在爨内 率先将P 2 P 絮梅鞠钦 孛 代理技术成用在民航信息锗理上 第六章蕊结全文 并从S y n c M L 协议憋超入 M o b i l eA g e n t 一次携繁枣务量 毒 电子科技大学硕士学位论文小范围移动环境中基于混合P 2 P 絮构的数据同步模裂研究 大小酌选定策珞 糟多播失效策旗和L s 擦潮权转移策略蔽及模型安垒往祷方面 讨论了下一步的研究方向和内容 5 皇王翌垫查黧堡主堂照堡奎 尘整照整垫堑塑史茔王塑鱼望 麴塑塑塑塑旦垄塑型堑塞 第二章传统的数据同步技术研究 2 1 传统的数据同步技术 传统的数据同步技术以发展的相当成熟 并程基于C S 结构和I n t e m e t 架构 系统中广泛使用 它的优势和问题所在经多年的实际应用威已暴露无遗 对传统 的数据同步技术的分析 比较 对我们在移动计算环境下构建可行的数据弼步模 型具有较大的指导意义 2 t 1 传统的数据同步技术分类 逮常 传统豹数据秘爹技术鸯戮下凡糖类整 2 1 1 1 在线 O n l n e O n l i n e 是直接对所有棚关节点的数据谶行修改 并以传统分布式系统的两阶 段舞交 T w oP h a s eC o m m i tP r o t o c 0 1 方式鼹决数攒鲍一致性阚题 典型或用如 民航售票系统 A T M 等 O n l i n e 的特征为 1 低级别敬本地窦溃 2 数据的紧密 数性 3 遥过 D T S 分布式事务管理服务器 确保事务在所有节点上的提交和阐滚 4 典型 的对等拓扑 P e e rt oP e e r 5 较难支持舅构环境 2 1 1 2 同步 S y n c h r o n i z a t i o n S y n c h r o n i z a t i o n 是将当蓊状态豹最终鳐莱数撂溷健至稳关节熹 著受精对应 的数据以维护数据的一致性 忽略每务的执行过程细节 执行该操作时可以根据 需求选择嚣薪区域豹大小 S y n c h r o n i z a t i o n 的特征为 1 商级别的本地自治 2 数据的松散一致性 3 不辍存事务瓣状态 4 嚣滓突捡溅亵鼹捩糗裁 5 支持舞鞫巧凌 2 1 1 3 复制 R e p I e a t i o n R e p l i c a t i o n 是将更新攀务集传递到相关节点上运行 通常利用消息机制和存 储转发机制实现 R e p l i c a t i o n 的特征为 1 高级别的本地自治 2 吞髓量与数据库大小无关 3 保存攀务状态 4 支持异构环境 5 低延迟 准寅时 当在移动计算环境中讨论数据的一致髋问题时 基于弱一致性1 1 1 的前提下 如果存在大量节点 传输的数据量较小且凭需保存褰务现场则以狭义概念的同步 技术为佳 如果有中等数黧的节点但有大墩韵数据需要更新且必须保留事务现场 6 塑至型堇盔鲎堡主里垡堡寥小范嗣移动环境中基于混合P 2 P 架构的数据同步模型研究 溺巍蕾遥簧翻按术 蠢蓠翻肉乡 对数据一数性陪邋展开研究并己成毽的有 美国 C M U 研制的C O D A 系统 复制技术 S y b a s e 公司的M o b i L i n k 狭义概念的同 步技术 帮R e p l i c a t i o nS e r v e r 簸翻菝零 等 霞内粥楚浚人大金仓公司的 K i n g B a s eL i t e 2 0 为代表 在本文建立的A M P M 模趔中仍沿用了事务复制控术的 蒙壤 2 1 2 传统的数据同步对象 对数据同步而言 它处理的对象往往可分为以下几种 2 2 P l M 豹阍步 P I M P e r s o n a lI n f o r m a t i o nM a n a g e m e n t 即个人信息管理是对个人产生的相 关傣怠的存储 搽俸和应爝等 翔 电子名片 EM A I L 等 这悠内容怒数据 同步初期的处理的主要对象 通常采用G r o u p W a r e 群件技术 来实现 如 M i c r o s o f t E x c h a n g e 等 氇癌予萁数据类蘩简单 撩作直接且不涉及系统管理丽 不怒数据同步技术的研究热点 2 1 2 2 关系数据库的同步 主要实瑷移凄设备上熬囊业数撵与一个金监艨塌程黟躐爱台数据痒数提同 步 并维持数据间的复杂关系不变 这一问题在现代企业中有着广泛的需求 但 晷靛存在的数据类熬多 映射复杂 嚣 孛突处理规露 等难鼷 还有德数据爨步技 术的进一步突破 本文将熏点讨论在关系数据库上察现A M P M 模缴 2 2 3 无结槐数据瓣象秘同步 移动设备和中心系统间除了有关系数据库的同步需求以外 还肖 些无结构 数攥的同步需求 翔对平瑟文档 W O R D P o w e r P o i n t 文稻 的同步 这类整豹 同步己超出了一般意义的同步技术范围 假却是数据同步将来仍要丽对的难题 在移动诗算网络环凌下实现数攥阚步较固定网络环境下难度更大 翻定冲突 处理机制 1 2 也比较困难 2 1 3 传统鑫勺数据阊多冲突照疆视制 当对霹一对象瓣不因数据裂本态鼹一时刻执行了不嚣戆更毅撵捧时 将裹瑰 更新冲突 U p d a t e C o n f l i c t 1 这种更新冲突如聚不能检测出来并加以处理的 话 就会破坏数握熬一致性状态 形成照数据 造成事务的无效执符 最终获撂 错误结果甚至可能姆致系统崩溃 究其实质是由于移动事务的局部提交丽使数据 副本中的对象处予一耱簦时载不一致状态 如果懿及时邋过冲突梭测枫制发现 皇至趟壁查鲎照主里焦哒小范围移幼环境中基于混骨P 2 P 槊构的数据同步模戮研究 它 荐亩冲突解决税潮蒋这种不 教状态转变为一致性状态 鄢数据的冀新收 敛 则系统能继续j l 三确有效的运行 反之亦然 类似逑有软删除冲突 s o f tD e l e t e C o n f l i c t f B l 簿 2 1 3 审突梭强4 枧戢 由于移渤计算网络环境的特殊一眺 要求数据的紧密一致性往往魁不现实的 瑶照逶卷选搿橙鼗一致连采篱理事务运行 帮竞诲移动事务斑蜀蘩撬交 产生数 据不一致暂态 而殿全局冲突检测 霞新收敛数据 这种情况下常见的冲突检测 寿法骞 熬于版本号 时间戳 的检测方法 H 该方法先求出两个事务读集和褥集 熬交集 孬魄较交囊中熬数提艇零号 翔襞发凌囊读顼妁酵间戳 烫 必商砖 突存在 如柒发讽更新顺的原始版本号与这个数据副本的版本时不匹配 则 瞧必有冲突存在 读集和筠集的比较检测方法一在一个数据副本上运行辫务集时 如巢壤集 或写集鸵襁始纯蠖与该数据副零的僮不暇配 则谈事务祭与该数据戛 本上鲍 髑部事务集冲突 嚣义冲突检测方法 谈方法誉围于普邋的检测方法 犍是利用特殊代鼹来 梭溅数攒韵不一致往状恣 2 3 2 枣突瓣决枧制 冲突检湖8 机制发现更新冲突后 冲突解捩机制根据具体情况利用事先预定原 熬黎方法采籁瑗 露冕戆聚翼g 奏 煅近 或晟早 事务优先 商撬先缀汝事务优先 霰要镌毙缀浮囊系统赘交拷 衡理者 或某个特定的节点 传送的事务优先 将臻爱户 或程窿 撬行酶事务倪走 激大 溅最小 价值的鬻务优巍 总数说来转缝数据羹步按拳孛懿游突处理繁爨冒燃分炎乐蘧黎隆霹慧瓣策 略 但在分布式计算环境下 不管照传统的还是移动计算的 这两种策略的窳施 都要经过多次蕊鼹络数握交强 出予罄穗计葵珏境豹频繁酝接性 带宽多撵蛙 和湖络低可靠位等特点 传统的冲突处理策略难戳在这种特定的环境下有效执 行 运爆凝黪鼓术寒满足移劫计算醛境的嚣求已呼之欲出 2 2 商用数据同步产晶及技水 阐过头来看 广泛应用程商业中的数据阔步授术主要楚旗于传统的数据同步 蠢 电子科技大学硕士学位论文小范围移动环境中基于混合P 2 P 架构的数据同步模型研究 技术来实现的 其问有了一定的融合和变化 对现有的商业同步技术的分析有助 于我们研究移动计算环境下更具有生命力的同步模型 商业同步按隶主体分为两大类型 同步中问件和分布式数据库采用的数据同 步方法 2 2 1 同步中间件 S y n c 腊 d d l e w a r e S y n c h r o n i z a t i o nm i d d l e w a r e t l 是一种与移动设备交换数据的软件工其 它以 中间件的方式联接了服务端和移动端 如图2 所示 并提供同步化平台来保 证移动或无线设备获得最新的商业数据 软件 E m a i l 和文档 具体实现包括以 下几大部分 移动节点上的数据结构 移动数据的定义工具 移动数据的访闭方法 保持 致性的方法 移动数据的恢复方法 同步中问件的出现 为移动计算环境下C f S 程序设计提供了统一的数据同步 接口 降低了开发难度 通过数据更新的可调整策略 动态地控制数据同步的信 息量 以适应脆弱多变的网络环境 同时加强了网络数据的安全性 从表一中可 以看出 尽管同步中间件力图实现工作在多种网络环境下 同步不同的数据类型 但仅靠一两家公司的产品是无法完成的 它需要一个能支持绝大多数网络协议 统一网络数据流格式的标准 只有构建在这一标准之上的同步中间件 才能真正 在不同的设备之间以及异构的网络环境下实现数据的同步 卜 1 1 服务器端程序f同步中闻件 I 移动端程序莎 服务器节点 图2 I 同步中间件 表2 I 商用的同步中问件产品 l 一商产品支持的网络环境应用类型 P u m a t e c hS y n c i t d i r e c t P 1 M I n t e l l i s y n c L A N P 电子科技大学硕士学位论文小范围移动环境中基于混合P 2 P 架构的数据同步模型研究 m o b i l e S y c l o S r M L A N P I M m o b i l e f u s i o n o n ei n t e m e t s v t c L A N 1 P P l M m o b i l e A e t h e r S c o u t S y n e L A N I p P 1 M m o b i l e b u s i n e s s 2 2 2 商用D B M S 的数据同步技术 目前 主流的商业D B M S O r a c l e S y b a s e D B 2 S Q L S e r v e r 等 在移动计 算环境下 针对分布式系统的实际需求 并不是所有系统都要求所有节点均可访问数据全集 并不是所有系统都要求每时每刻保持数据在各节点的一致性 提出了自己的移动数据同步方案 从实现的技术手段上看有 同步按术 复制技 术和刷新技术 所适胡的孵络类型有 高速局域 广域网 较低速率的D i a l u p 无线 间接连接 e m a i l R p 和I n t e m e t H T T P 采用的系统拓扑结构有 对等 P e e r t o p e e r 和级联 树状 H i e r a r c h i c a l 对应的产品更是种类繁多 我们选 取主流D B M S 的产品来加以分析 2 2 2 1O r a c l e 表2 2O r a c l e9 ia n dO r a c e O i L i t e 对称性 A s y m m e t r i c M a s t e r o m e l e g i a n ds n a p s h o t L i t e 1 o n e w a y r e a d o n l ys a p s h o t 方向性 2 t w o w a y u p d a t e b l es n a p s h o t 架构 M a s t e r s i t e O r a c l e 9 i a n ds n a p s h o ts i t e O r a e l e g iL i f e 1 L 8 巧m a s t e r r e a d o n l ya n a p s h o O 更新模式 2 L a z yt e p l i e a u p d a t a b l es n a p s h o tl i m i t e dt oo n et a b l e J S n a p s h o tp u l l d i f f e r e n t i a la n df u l l 刷新模式 2 I nu p d a t a b l es n a p s h o t p u s ht om a s t e r 一致性 I S e r i a l i z a b i l i t yi nm a s t e r 2 S n a p s h o tc o n s i s t e n c yi ns n a p s h o t s 冲突检测 C o m p a r i n gT o wv a l u e s 冲突调解 D o n ei nM a s t e r 1 0p r e d e f i n e dm e t h o d s P L S Q Lp r o c 控制1 C 具 M a s t e r w i t hS Q L s n a p a h o t w i t hO L Ef i m c f i o n s 蔓童堡堕望量塑坠兰麴塞堕 一尘堕璺整垫堑塑生萎王堡鱼 鲨塑塑堕塑篓旦生堡型堑壅 2 2 2 2S y b a s e 对称缝 A s y m m e t r i c m a s t e r A S A i a n f lr e p l b a O J I t r a L l 据 1 o n e w a y r e a d o n l ys n a p s h o t 方漪性 2 t w o w a y u p d a t e a b l er e p l i c a 架构M a s t e rs i t e A S A r e p l i c as i t e U l t r a L i t e a n dM o b i L i n kS e r v e r 3 L a z ym a s t e r r e a d o n l ys n a p s h o t 更新模式 4 L a z yr e p l i c a u p d a t a b l es n a p s h o tl i m i t e dt oo n et a b l e 1 R e p l i c ap u l l d i f f e r e n t i a la n df u l l 耐新援式 2 I nu p d a t a h l es n a p s h o t p u s ht om a s t e r 3 1 S e r i a l i z a b i l i t y 趣m a s t e r 一致往 2 S n a p s h o tc o n s i s t e n c yi nr e p l i c a 冲突棱测 C o m p a r i n gr o wv a l u e s 冲突调解D o n ei nM a s t e r 控制王具W i t he x t e n d e dS Q La n dCf u n c t i o n s 2 2 2 3D B 2 表2 4I B MD B 2 a n dD B 2 E v e r y p l a c e 对称缝 A s y m m e t r i c m a s t e r D B 2 a n dr e p l i c a D B 2 3 o n e w a y r e a d o n l ys n a p s h o t p u b l i c a t i o n 方岛性 4 t w o w a y u p d a t e a b l er e p l i c a p u b l i c a t i o n 架构 D B 2 D B 2E v e r y p l a e ea n dD B 2E v e t y p l a e eS y n cS e r v e r 圆 L a z y m a s t e r r e a d o n l ys n a p s h o t 更新模式 6 L a z yr e p l i e a u p d a t a b l es n a p s h o tl i m i t e dt oo n et a b l e 3 R e p l i c ap u l l d i f f e r e n t i a la n df u l l 刷新横式 4 I nu p d a t e a b l er e p l i c a p u s ht om a s t e r 4 1 S e r i a l i z a b i t i b i nm a s t e r 一敷性 2 S n a p s h o tc o n s i s t e n c yi ns n a p s h o t s 滓突梭铡 V e r s i o n b a s e d 冲突调解D o n ei nM a s t e r p r e d e f i n e dm e t h o d s 控涮王具 S Q L G U It o o l s 兰幽查黧堡圭兰照笙苎 蔓凰整垫堑燕主堇王遇鱼 鲨篓塑堕墼堡旦生堡型堑塞 2 2 2 4S O LS e r v e r 对称性 A s y m m e t r i c m a s t e r S Q LS e r v e r a n dr e p l i c a s Q Ls f o rC E l 冀o n e w a y r e a d o n l ys n a p s h o t 方向性 6 t w o w a y m e r g er e p l i c a t i o n 絮掏M a s t e rs i t e S Q L S e r v e r a n dr e p l i c as i t e S Q LS f o rC E 7 1 L a z ym a s t e r r e a d o n l ys n a p s h o t 更裁援式 趵L a z yr e p l i c a u p d a l a b l es n a p s h o tl i m i t e dt oo n et a n 棼 C 9 U p d a t e a b l em s u l ts e t s w i t hR D A 5 R e p l i c ap u l l d i f f e r e n t i a la n d f u l l 蒯耨模式 6 U p l o a d t om a s t e r 5 1 S e r i a l i z a b i l i t yi nm a s t e r 一致性 2 S n a p s h o tc o n s i s t e n c y i ns n a p s h o t s 冲突检测 C o m p a r i n g r o wv a l u e s 冲突调解D o n ei nM a s t e r p r o g r a m m a b l ew i t hp r o c e d u r e s 控制工具 S Q L a n dCf u n c t i o n s 2 3 传统的数据同步技术普遍存在的问题 由于市场竞争的原因 传统的数据同步技术存在同构数据易于同步 鼎构数 据有效 高效瀚步实现滩豹现象 但随着各大数据库厂商的数攥格式淘X M L 格式转换 这一问题肖望逐步解狭 当然这是以牺牲执行效率为代价的 不弱的商业产黼采用了不猫的同步手敬和处理冲突策略 势必造成买构数搽 同步时的混乱如s y n e h r o n i z a t i o n 机制和R e p l i c a t i o n 机制就无法兼容 此外 同一产箍存在多个系列 这更加疑了舅梅数摇嗣步蜜鞴静难发 这载浅朝急 需一种更高层次的 越中介作用的专用协议 如S y n c M L 支持 移动计算环麓豹密现鞠普及 造使各大数据瘁 r 裔接爨了鑫己豹移韵数据管 理产品 但出予战略的考虑 这些产晶都是结食移动环境的部分需求丽基于 露魂产磊黪修敬窝键熬寒实褒豹 魏O r a c l e 9 iL i t e 窝S y b a s e A n y w h e r e i l 6 1 等 这就数据同步技术而畜没有较大的突破和发展 也就魁说 现有移动计算环 凌鹃毅技术 P 2 P A g e n t 等 嫠浚骞体瑗在它销装数据因步接燕孛 因我 分析移动环境下的技术对传统的数据同步技术所带来的影响显得很有必要 1 2 旦曼至堕堕兰堡主堂照熊茎 尘蔓璺整垫堑樊主茎王堡垒 鲨塑塑塑墼堡旦生堕裂堕窒 第曼章新的技术对数据同步技术的影响 作为传统数据间步技术的进 步发展的结果 S y n c M L 协议 s 1 的提出使异构 设磊 网终秘数据闯羼步残建了可娆 它在沿鼹传统数据越步掇剃熬前提下 裂 用X M L 语言来定义了一套完整的数据同步表示协议和同步协议标准 力图以自 身为中套媒质羼薮掉同步对象闻的物理差爨 从而馊褥同步操l 乍篱肇化 透明化 而以对等计算模型 P 2 P 为首的新技术则是从网络架构对传统数据同步技术带 来了强大黔冲击 本文的A M P M 模型剩用A dH o e 网络构建底层的网络裂构并 以J X T A 协议为应用基础建立了全新的计算模型 将传统的数据同步对象统一抽 象为一个个高度独立的个体P e e r s 对等点 并配以为适威移动计簿网络环境需 求所提出的A g e n t 技术 蒋传统豹事务传递同步技术演变为M o b i l e A g e n t 技术 在隐藏异梅数据圊步实现技术细节的同时能更好的解决移动计算网络环城的低 带宽 易中断等阊题 S y n c M L 协议豹同多数据表示协议与P 2 P 掰翟秘络计算模 式和M o b i l e A g e n t 技术的结合 显示出了新一代数据同步技术的强大生命力 3 1S y n c M L 协议 3 1 1 协议简介 S y n c M L 是S y n c M LI n i t i a t i v e 殛发的潮步标志语言 S y n c h r o n i z a t i o nM a r k u p L a n g u a g e 作为通用同步协议它的目标怒普遍适用 同步两端可阻是任何一种 类型 在任一穗嬲络上嚣 这样会 同步网络数攒与任一种移动设备 同步移动设备与任一秘网络数据 要实现这个目标 协议需要下捌特性 可以旃效的在有线和戈线网络上运作 支持多种传输协议 支持任意的网络数据 可由多种应瘸程序访闷 考虑到移动设备的资源限制 构造予现有的全球互鼗网和W e b 毅零之上 协议最小功能就是赋予所有设备最常用的同步能力 S y n c M L 的典囊应囊楚移动设备和溺络簸努之闻垂冬数据囊岁 除懿之势 S y n c M L 还可用于对等的数据同步 如两台P c 之间 S y n e M L 的同步过程是由 淘步 j 甄方褶互发邀一系翔消患来完成 溃感懿格式鄂在S y n c M L 袭示蛰汉中骰了 电予科技大学硕士学位论文小范围移动环境中基于混合P 2 P 架构的数据同步模型研究 具体定义 S y n c M L 的消息都是以X M L 格式的文档定义的 而X M L 是文本文 档标记的工业标准 这必将极大地促进S y n c M L 的推广和罄及 我们将在3 1 t 3 2 节对S y n c M L 协议利