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1、华中科技大学硕士学位论文基于P2P网络的数据库同步技术研究姓名：姚春念申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：路松峰20080501I 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 摘 要 摘 要 在当今的信息社会中，数据存储安全随着信息的重要性日益提高而显得越来越重要，同时传统模式下数据库的处理能力已经达到瓶颈。如何在提高数据库系统的处理能力的同时确保数据安全方便地进行保存一直是人们研究的热点。而随着对等网络技术的日益发展，对等网络技术与生俱来的高容错性，高自由度和高扩展性吸引了很多学者研究如何利用对等网络技术的这些特点来实现分布式的数据库协同工作及数据备份系统。 采用 JXTA
2、技术来实现对等网络。JXTA 能够屏蔽网络中的防火墙的、各对等节点的物理差异和节点 IP 的动态变化，从现实网络中抽象出一个虚拟的网络，使用户可以专注于系统的结构的设计和功能的实现。 在 JXTA 提供的这个平台上设计了同步消息的同步策略、一般消息的扩散策略，在参考了这两个策略的基础上设计并模拟了一个对节点按功能分组，对消息按操作对象分类，同步消息优先转发的基于对等网络的数据库同步系统。该系统能够保证消息高效地扩散，而消息在扩散之后就自然形成了数据的冗余存储从而提高了数据库的容灾性。 在分析了数据库操作的特点和对等网络中的特点之后，提出了基于对等网络的全复制分布式数据库系统中的并发操作检测算法
3、和串行化方法。 同时系统的设计还考虑了把对等网络平台的可扩展性好的优势保存下来。在允许对等节点自由地加入和退出的同时仍然能够保持不同节点上数据库的一致性。 关键词关键词：对等网络，点组，并发操作，消息同步策略，消息扩散策略 II 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 Abstract In the current information-intensive society, the significance of datas storing safety is more and more important as the importance of information is im
4、proved day by day, the handling capacity that the traditional mode of database has already reached the bottleneck at the same time. How to improve the handling capacity while insure the data safety is todays research focus. With the development of P2P technology, P2P technologys high fault-tolerant,
5、 high flexibility and high expansibility make many researcher to research how to use P2P technologys these goodness in realize cooperation of distribute database and data backup system. We use JXTA technology to realize P2P network. JXTA can conceal the firewalls of network and the differences of te
6、rminals and the dynamic of IP address, construct a virtual network from the real network, so the users can focus on his systems design and function realization. On this platform provided by JXTA we have designed the strategy of message synchronization, strategy of message transmitting, and then base
7、d on these two strategies we realized a database synchronization system which classify the terminal by its function, classify the message by operation object and synchronization messages in preference to other messages. This system can diffuse messages effectively; after the messages successfully di
8、ffused its anti physic attacking ability is improved. After analyzed the features of database operation and the features of P2P network, we give a concurrency operation detecting and concurrency operation serialization algorithm on P2P network based all-copy distributed database system. In the meanw
9、hile the system designed in this paper has keep down P2P networks expansibility. The terminals can join and quit the P2P network freely while keep the data synchronization with other terminals in the network. Keywords: peer to peer networks, peer group, concurrency operation, message synchronization
10、 strategy, message diffuse strategy独创性声明独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个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，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：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电子版，允许论文被查阅和借阅。本
11、人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密 ，在_年解密后适用本授权书。 不保密。 (请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 本论文属于 1 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 1 绪 论 1 绪 论 1.1 研究背景研究背景 英文 Peer 的含义是(地位、能力等)同等者， “同事”和“伙伴”的等意义。P2P是 peer-to-peer 的缩写，通常译为“对等” 。 从其发展历史看，Internet 本身的是分布的、自治的，是对
12、等的。早期 Internet上的主机一般具有固定的 IP 地址， 并且长期在线， 这些主机以对等的模式互联。 1994年前后，WEB 应用的出现，客户机使用浏览器访问存储在网站服务器上的内容，出现了不对等的模式，客户机/服务器(client/server)计算模式逐渐成为主流。使用客户机/服务器计算模式的一个关键假设是：作为客户端的个人计算机都是低运算能力、低内存的和小存存储容量的机器，并且所有的服务器都是昂贵、中央控制的。然而，不到 10 年的时间，个人计算机都拥有了较强的运算和存储能力，以至于一般个人计算的大部分能力在闲置。利用快速发展的网络技术将这些闲置的资源整合到一起，从而实现高性能的
13、分布计算和资源的高效利用，其可行性及迫切性已经被广泛认同。因此，Harness the edge of Internet 成为当前一个新的研究和应用目标，此处 Edge of Internet 即是指的那些在传统的应用模式中作为客户端而往往被忽略的计算设备。 现今的互联网，P2P 技术已经无孔不入、无处不在。Internet 测试报告1发现他们网络中大约 16%的流量是 P2P 流量，而约 54%也看起来像是 P2P 流量。许多 ISP也纷纷报告他们的网络流量中有大约超过 50%的流量属于 P2P 流量。人们逐渐意识到闲散在网络边缘的存储、计算、人力等信息资源所潜藏的巨大能量，将这些零散的资源
14、整合用于某种特定的目的，不仅可以更高效地解决问题，还可以克服 Client/Server 等集中模式所固有的高成本、容错性差等缺点。 在最近几年中，P2P 技术得到了巨大的发展。P2P 技术天然的优势使得它在企业资源管理和协同工作中有着极为广阔的应用前景。协作提高了生产力，并且使得位于不同地域的团队能够相互协调工作，协作还可以通过使用边缘设备以本地方式存储项目和信息，从而降低对服务器在存储、通信和计算能力方面的需求。P2P 技术不像传统的 client-server 模式应用，它将计算，存储，通讯的负担分撒到各个参与分布式应用的终端，通过分布式系统控制与协同工作来达到传统应用模式所无法提供的高
15、效性，扩展性与容错能力。也因此，P2P 技术在即时通讯，文件共享，流媒体传输2 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文 以及协同计算等领域均显示了极大的优势，并影响了互联网技术和商业运营模式。 P2P 技术同样也正渗透到数据存储备份领域。 当前的个人计算机系统的传统数据备份存储一般主要依靠集中式的存储服务器。虽然这种集中式的存储服务器可以提供数据冗余，但是它们很容易由于一些设备故障或者黑客攻击，病毒感染而导致信息泄露以及信息丢失。同时，集中式的存储服务器，或者磁盘矩阵需要昂贵的设备购买费用和维护费用，对于资金有限的组织来说是无力承担的。但是随着普通 PC 设备价格的下降，终端设备的计算
16、能力和存储能力越来越大，空闲的计算资源和存储资源也越来越多。随着信息技术的发展和数据重要性的日益提高，怎样构建一个可靠安全且高效廉价的存储备份系统越来越吸引了人们的注意力。这种现状促使人们开始研究新的技术来充分挖掘各个终端不断过剩的数据存储能力。 P2P 存储备份系统也随着 P2P 技术的进一步发展进入了人们的视野，成为了研究界所关注的热点，被认为是 P2P 最具前途的应用之一。 上面的介绍中我们知道 P2P 技术的应用相当广泛，并且未来会更加广泛，其中企业的协同工作与数据安全备份是两个主要的应用方面，但是到目前为止这两个方面的应用还是几乎还是互不相关的，那么有没有可能和必要来同时实现这两个方面应用的结合呢？这就是本文所要解决的问题。 1.2 国内外研究现状国内外研究现状 计算机支持的协作工作(COMPUTER SUPPORTED COOPERATION WORK：CSCW) 2, 3是指利用
