[分布式系统数据一致性解决方案

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1、第五章第五章 分布式系统完整性解决方案分布式系统完整性解决方案1.1.分布式系统中数据一致性存在的困分布式系统中数据一致性存在的困难难 1.1.高度并行带来的问题高度并行带来的问题 本机内多任务并行带来的困难本机内多任务并行带来的困难 多机并行带来的困难多机并行带来的困难 网络延迟不可预测网络延迟不可预测 2.2.多副本带来的问题多副本带来的问题 系统中存在多个副本，数据的修改通常会在不同的副系统中存在多个副本，数据的修改通常会在不同的副 本上进行本上进行 第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题 3. 空间数据所存在的特殊困难空间数据所存在的特殊困难 跨机图幅的

2、接边问题跨机图幅的接边问题 拓扑关系的全局动态改变与生成问题拓扑关系的全局动态改变与生成问题 4. 分布式系统中数据一致性保证的不同模型分布式系统中数据一致性保证的不同模型 严格一致性：读出的数据始终为最近写入的数据严格一致性：读出的数据始终为最近写入的数据计算机计算机A计算机计算机A计算机计算机A读读x写写x时刻时刻T1时刻时刻T2T T2 2 T T1 1，如果两如果两者非常接近，有者非常接近，有可能因为网络原可能因为网络原因读请求比写请因读请求比写请求晚到！求晚到！太严格！实现太严格！实现难度极大！几难度极大！几乎不可能！乎不可能！ 第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中

3、的数据一致性问题 顺序一致性：只要所有的程序都以一定的顺序运行顺序一致性：只要所有的程序都以一定的顺序运行（即所有程序的访问操作在别的程序看来都是一样的），（即所有程序的访问操作在别的程序看来都是一样的），每个程序的操作都以程序规定的次序实现，结果都应该被每个程序的操作都以程序规定的次序实现，结果都应该被接受。接受。例例1 程序程序P1：W（x，1） 程序程序P2 ： R（x）0 R（x）1 或者两次都为或者两次都为1，都应该接受。，都应该接受。 顺序一致性看似很顺序一致性看似很“弱弱”，实际很强，对多副本一致，实际很强，对多副本一致性有很强的要求，实际实现也是难以做到的。只能在单一性有很强的

4、要求，实际实现也是难以做到的。只能在单一服务器上使用。服务器上使用。 第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题 例例2 2 程序程序A A 程序程序B B 程序程序C C a=1; b=1 a=1; b=1； c=1c=1； printprint（b,cb,c） printprint（a,ca,c） printprint（a,ba,b） 理论上有理论上有9090个执行的次序。以个执行的次序。以a=1a=1开头说明，共有开头说明，共有5 5！=120=120个顺序，但个顺序，但b=1b=1不能在不能在printprint（a,ca,c）之后，因此一半是无效之后，因此

5、一半是无效的；同理程序的；同理程序C C也如此，只剩下也如此，只剩下3030个有效，共个有效，共9090个有效顺序。个有效顺序。 但是，打印结果只有但是，打印结果只有6 6个数字、个数字、6464种可能。其中，种可能。其中，000000000000和和001001001001显然不可能。显然不可能。 应该承认所有合理的结果。例如，应该承认所有合理的结果。例如，001011001011，表示执行的次，表示执行的次序为：序为：A=1 print（b,c） b=1 print（a,c） c=1 print（a,b）A=1 print（b,c） b=1 print（a,c） c=1第五章第五章 分布式

6、系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题 因果一致性：可能因果相关的写操作应对所有程序可因果一致性：可能因果相关的写操作应对所有程序可见并保持顺序一致。并发的写操作在不同计算机上看来可以见并保持顺序一致。并发的写操作在不同计算机上看来可以顺序不同。顺序不同。例例1 程序程序P1：W（x,1） W（x,3） P2： R（x）1 W（x,2） P3： R（x）1 R（x）2 R（x）3 P4： R（x）1 R（x）3 R（x）2符合因果一致性要求，但违反了顺序一致性。因为符合因果一致性要求，但违反了顺序一致性。因为P3和和P4见见到访问顺序不同。到访问顺序不同。 第五章第五章 分布式系统

7、中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题例例2 P1： W（x,1） P2： R（x）1 W（x,2） P3： R（x）1 R（x）2 P4： R（x）2 R（x）1 违反了因果一致性。因为违反了因果一致性。因为P2读出了读出了x=1，所以所以P1和和P2的的两两个写操作顺序必定为个写操作顺序必定为W（x,1）在）在W（x,2）前。前。 P3的的结果才结果才是正确的。是正确的。 因果一致性在实现时必须建立与维护依赖图，这里涉及到因果一致性在实现时必须建立与维护依赖图，这里涉及到语义上的以来，是相当困难的。语义上的以来，是相当困难的。 第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中

8、的数据一致性问题 PRAM一致性：一个程序的写操作被其他进程以指定一致性：一个程序的写操作被其他进程以指定的顺序见到，不同程序的写操作在不同程序看来次序可以不的顺序见到，不同程序的写操作在不同程序看来次序可以不同。同。例例1 P1： W（x,1） P2： R（x）1 W（x,2） P3： R（x）1 R（x）2 P4： R（x）2 R（x）1 符合符合PRAM一致性的要求。一致性的要求。 PRAM与顺序一致性的差别在于，后者虽然为确定语句的与顺序一致性的差别在于，后者虽然为确定语句的顺序，但要求所有程序遵从共同的顺序；而前者则允许不同顺序，但要求所有程序遵从共同的顺序；而前者则允许不同程序见到

9、的顺序可以不同。程序见到的顺序可以不同。第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题例例2 在前面的例子中，结果在前面的例子中，结果001001是可以接受的。这时，是可以接受的。这时，各程序看到的顺序：各程序看到的顺序：程序程序Aa=1Print（b,c）程序程序Ba=1Print（a,c）C=1程序程序Ca=1Print（a,b）b=1这里只列出本程序感兴趣（与自己的打印有关）的语句执行次序这里只列出本程序感兴趣（与自己的打印有关）的语句执行次序第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题 PRAM一致性要求虽然较弱，但它要求程序的写操作必

10、一致性要求虽然较弱，但它要求程序的写操作必须被其他程序看到（尽管他们的顺序可以不同）。实际上，须被其他程序看到（尽管他们的顺序可以不同）。实际上，这样的要求有点过高，每一个程序只要能够看到与自己有关这样的要求有点过高，每一个程序只要能够看到与自己有关的其他程序的写操作就可以了。的其他程序的写操作就可以了。 弱排序：弱排序只要求对共享数据结构的访问保证顺序弱排序：弱排序只要求对共享数据结构的访问保证顺序一致性。即：一致性。即： 对同步变量（可与信号量类比）的访问是顺序一致的；对同步变量（可与信号量类比）的访问是顺序一致的； 在所有以前的写操作结束之前，不的访问同步变量；在所有以前的写操作结束之前

11、，不的访问同步变量； 在先前所有的同步变量访问完成以前，不得访问共享数在先前所有的同步变量访问完成以前，不得访问共享数据。据。第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题实现考虑：实现考虑： 为保证第一点，对同步变量的访问必须立即广播。在广播完成之前，为保证第一点，对同步变量的访问必须立即广播。在广播完成之前，其他程序不的访问别的同步变量；其他程序不的访问别的同步变量； 对第二点，强制要求所有的同步访问开始前，已经开始的所有的写操对第二点，强制要求所有的同步访问开始前，已经开始的所有的写操作必须完成，在更新共享数据后立即进行同步，将新值传遍所有副本；作必须完成，在更新

12、共享数据后立即进行同步，将新值传遍所有副本； 第三点，保证在读共享数据之前，完成同步操作，以便可以读到最新第三点，保证在读共享数据之前，完成同步操作，以便可以读到最新值。值。做法：做法： 任何程序编制时，在对共享数据写操作后都必须紧接着访问同步变量；任何程序编制时，在对共享数据写操作后都必须紧接着访问同步变量； 任何读共享数据操作前，访问同步变量。任何读共享数据操作前，访问同步变量。例如：例如：P1：W（x,1） S1 W（y,2）S2P2： S1 R（x）1P3: s2 R（y）2弱一致性的缺陷在于没有区分对弱一致性的缺陷在于没有区分对共享变量的修改与读取。所以同共享变量的修改与读取。所以同

13、步变量的访问即要确保本地写全步变量的访问即要确保本地写全部完成（所有副本均已更新）还部完成（所有副本均已更新）还要收集其它计算机的写操作信息。要收集其它计算机的写操作信息。第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题 释放一致性：类似临界区，提供释放一致性：类似临界区，提供“获取获取”和和“释放释放”两两类原子同步操作。强制：类原子同步操作。强制： 程序在访问共享变量之前必须成功完成程序在访问共享变量之前必须成功完成“获取获取”操作；操作； 完成完成“释放释放”操作前，程序的访问操作必须结束；操作前，程序的访问操作必须结束； “获取获取”、“释放释放”应保证顺序一致性

14、。应保证顺序一致性。 释放一致性与用信号量和释放一致性与用信号量和P、V操作来保证临界区访问正操作来保证临界区访问正确性何其相似乃尔！确性何其相似乃尔！ 与此相对应，还可以有入口一致性。与此相对应，还可以有入口一致性。第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题小结：小结：一致性模型可以分为两类：一致性模型可以分为两类：不使用同步操作不使用同步操作严格：所有访问时间绝对顺序严格：所有访问时间绝对顺序顺序：所有程序以相同顺序检测所有顺序：所有程序以相同顺序检测所有 共享访问事件共享访问事件因果：所有程序以相同顺序检测所有因果：所有程序以相同顺序检测所有 因果联系事件因果

15、联系事件 PRAM：所有程序按预定次序到来自一所有程序按预定次序到来自一 台机器的写操作，来自其他机台机器的写操作，来自其他机 器的写操作顺序不必相同器的写操作顺序不必相同最强最强 使用同步操作使用同步操作弱：同步完成后共享数据才保持一致弱：同步完成后共享数据才保持一致释放：离开临界区后共享数据才保持释放：离开临界区后共享数据才保持 一致一致入口：进入临界区时共享数据保持一致入口：进入临界区时共享数据保持一致第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题 5.实现问题 维护副本一致性的两种策略： 写有效：修改本地数据时，将修改值组播所有副本节写有效：修改本地数据时，将修

16、改值组播所有副本节点，副本节点据此修改本地数据。点，副本节点据此修改本地数据。 要求修改传送次序严格保证。要求修改传送次序严格保证。 每次修改必须传送修改值，网络开销大每次修改必须传送修改值，网络开销大 写无效：修改本地数据前，通知所用副本停止使用写无效：修改本地数据前，通知所用副本停止使用（无效），组播完成后才进行修改。其他副本需使用前，（无效），组播完成后才进行修改。其他副本需使用前，向它申请发送修改值，进行修改后再使用。向它申请发送修改值，进行修改后再使用。 多次修改可能一次传送，但每次需发送无效通知。多次修改可能一次传送，但每次需发送无效通知。 第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问

17、题分布式系统中的数据一致性问题2.2.对对分布式文件系统的要求分布式文件系统的要求 1. 1. 存取透明性存取透明性 用户无须知道文件的分布，传统的本地文件操作手段可以直接用于远用户无须知道文件的分布，传统的本地文件操作手段可以直接用于远程文件操作，对已有的用户程序不必刻意进行改动就可以适应分布式程文件操作，对已有的用户程序不必刻意进行改动就可以适应分布式环境。环境。 用户无须注意环境中其他用户是否与自己竞争使用同一个文件，无须用户无须注意环境中其他用户是否与自己竞争使用同一个文件，无须用户在自己的程序中对共享文件数据添加并发控制，并能保持文件数用户在自己的程序中对共享文件数据添加并发控制，并

18、能保持文件数据的完整性。据的完整性。 2.2.位置透明性位置透明性 用户看到的是全局的文件名空间，文件或文件组在机器间迁移和重新用户看到的是全局的文件名空间，文件或文件组在机器间迁移和重新定位时不必改变其路径，用户程序无须改动。无论用户处于哪个节点，定位时不必改变其路径，用户程序无须改动。无论用户处于哪个节点，看到的是相同的文件名空间。出于可靠性考虑，同一个文件可能在不看到的是相同的文件名空间。出于可靠性考虑，同一个文件可能在不同的节点上保留副本，副本的使用对用户无关，用户意识不到当前使同的节点上保留副本，副本的使用对用户无关，用户意识不到当前使用的是哪一个副本用的是哪一个副本第五章第五章 分

19、布式系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题 3.3. 故障透明性故障透明性 在文件服务执行过程中发生故障并修复（例如文件服务器故障，启用在文件服务执行过程中发生故障并修复（例如文件服务器故障，启用备用服务器；网络传输故障，需要重发等）对用户屏蔽。备用服务器；网络传输故障，需要重发等）对用户屏蔽。 4. 4. 性能透明性性能透明性 用户不会感到由于远程存取文件而带来性能上的显著降低。此外，还用户不会感到由于远程存取文件而带来性能上的显著降低。此外，还应该满足硬件和本地操作系统的异构性，客户端和服务器端的软件可以应该满足硬件和本地操作系统的异构性，客户端和服务器端的软件可以在不同的硬件

20、和本地操作系统上运行。因此接口定义必须良好。在不同的硬件和本地操作系统上运行。因此接口定义必须良好。 5. 5. 可扩展性可扩展性 系统必须具备增量扩展的能力，以适应负载和网络扩充的需要。系统必须具备增量扩展的能力，以适应负载和网络扩充的需要。需需要要指指出出的的是是，目目前前这这个个问问题题还还在在研研究究和和探探讨讨中中，还还没没有有一一个个系系统统完完全全实实现现这这种种能能力力。特特别别是是系系统统扩扩展展到到包包含含大大量量有有源源节节点点的的网网络络时时，这这个个问问题就更加突出。题就更加突出。 第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题6.6. 支持细

21、粒度数据存取支持细粒度数据存取 尽可能支持用户对细粒度数据的访问。这要求制定和实现更加完备尽可能支持用户对细粒度数据的访问。这要求制定和实现更加完备的数据请求协议。的数据请求协议。这个问题在空间数据分布式处理系统中更为突出。这个问题在空间数据分布式处理系统中更为突出。7. 7. 网络分割适应性网络分割适应性尽可能适应网络动态分割的情形，避免由于网络的分割和重组引起尽可能适应网络动态分割的情形，避免由于网络的分割和重组引起系统的问题，影响用户的使用。系统的问题，影响用户的使用。 第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题3.3.分布式文件系统的组成分布式文件系统的组成

22、 用户程序用户程序用户程序用户程序用户程序用户程序文件系统组件文件系统组件客客 户户 组组 件件展展 开开 文文 件件 服服 务务目录服务目录服务目录服务目录服务RPC接口接口用户程序接口用户程序接口展开文件展开文件RPC接口接口第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题 其中：其中： 展开文件服务提供了一个远程调用接口供用户程序使用。展开文件服务提供了一个远程调用接口供用户程序使用。它与目录服务结合起来，为文件的存取提供一系列复杂的操它与目录服务结合起来，为文件的存取提供一系列复杂的操作。作。 客户组件则将展开文件服务和目录服务所提供的功能组织客户组件则将展开文件

23、服务和目录服务所提供的功能组织和集成在一起，辅以统一的接口，向用户提供单一的编程接和集成在一起，辅以统一的接口，向用户提供单一的编程接口，是用户就向使用传统文件系统那样来使用分布式文件系口，是用户就向使用传统文件系统那样来使用分布式文件系统。统。 第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题1. 展开文件服务展开文件服务 展开文件服务主要实现对文件内容的操作。在展开文件展开文件服务主要实现对文件内容的操作。在展开文件服务中，文件通过标识符来识别。通常，文件表示符用一个服务中，文件通过标识符来识别。通常，文件表示符用一个长整数来表示，以便保证分布式系统中所有文件表示的唯

24、一长整数来表示，以便保证分布式系统中所有文件表示的唯一性。文件标识符在创建文件和打开时产生并向用户返回，与性。文件标识符在创建文件和打开时产生并向用户返回，与传统方式一样。传统方式一样。 展开文件服务的模型根据文件系统设计的要求来组织，展开文件服务的模型根据文件系统设计的要求来组织，提供一个简单通用的操作集合。原则上，这些操作及和与传提供一个简单通用的操作集合。原则上，这些操作及和与传统的文件系统提供的服务并无两样。统的文件系统提供的服务并无两样。 在分布式环境中，传统的文件控制块内容也发生了变化，在分布式环境中，传统的文件控制块内容也发生了变化，文件的保护也是由文件展开服务来实现的。其实现技

25、术与传文件的保护也是由文件展开服务来实现的。其实现技术与传统方法一样，例如通过存取控制表、存取域等。统方法一样，例如通过存取控制表、存取域等。 第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题文文 件件 名名文文 件件 长长 度度创创 建建 时时 间间 邮邮 戳戳读读 时时 间间 邮邮 戳戳写写 时时 间间 邮邮 戳戳属属 性性 时时 间间 邮邮 戳戳用用 户户 计计 数数文文 件件 所所 有有 者者文文 件件 类类 型型存存 取取 权权 限限 表表文文 件件 控控 制制 快快展展开开文文件件服服务务负负责责维维护护其其中中文文件件长长度度、创创建建时时间间邮邮戳戳、读读

26、时时间间邮邮戳戳、写写时时间间邮邮戳戳、属属性性时时间间邮邮戳戳等等。而而另另外外的的一一些些属属性性则则由由目目录录服服务务来来维维护护。文文件件展展开开服服务务提提供供某某些些访访问问和和修修改改文文件件属属性性的的原原语语，供供目目录录服服务务使使用用。也也允允许许用用户户自自己己定义部分属性。定义部分属性。文文件件的的保保护护也也是是由由文文件件展展开开服服务务来来实实现现的的。其其实实现现技技术术与与传统方法一样，例如通过存取控制表、存取域等。传统方法一样，例如通过存取控制表、存取域等。 第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题 两类文件展开服务两类文件

27、展开服务客客 户机户机 服务器服务器 下载下载上载上载在客户机上修改在客户机上修改老文件老文件新文件新文件上载上载/ /下载模式下载模式客客 户机户机 服务器服务器 远程访问模式远程访问模式第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题 在上载在上载/ /下载模式，文件展开服务只提供读文件和写文件下载模式，文件展开服务只提供读文件和写文件两种方式服务，即下载两种方式服务，即下载/ /上在整个文件。概念比较简单，接上在整个文件。概念比较简单，接口非常简洁，服务器端实现也方便。但客户端必须具备较大口非常简洁，服务器端实现也方便。但客户端必须具备较大的空间以便存放整个文件，客

28、户端应该具有复杂的文件访问的空间以便存放整个文件，客户端应该具有复杂的文件访问功能，如读、写、偏移植移动等等。而它们是本地文件系统功能，如读、写、偏移植移动等等。而它们是本地文件系统的事。而且，当客户只需要文件的一小部分时，这种方式显的事。而且，当客户只需要文件的一小部分时，这种方式显然不够经济，加大了网络的压力和用户空间。然不够经济，加大了网络的压力和用户空间。 在远程访问模式，展开文件服务提供在远程访问模式，展开文件服务提供RPCRPC接口包括打开文接口包括打开文件、关闭文件、度、写、修改偏移植、检查件、关闭文件、度、写、修改偏移植、检查/ /修改属性等等，修改属性等等，这些都在服务器端实

29、现。显然这种方式实现复杂，但运行开这些都在服务器端实现。显然这种方式实现复杂，但运行开销（网络开销）较省，只需要传输要求的文件部分，在客户销（网络开销）较省，只需要传输要求的文件部分，在客户端也不必开辟较大的空间。端也不必开辟较大的空间。 第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题2. 文件目录服务文件目录服务 目录服务提供了文件的创建、删除、命名、改名以及从一个目录下移目录服务提供了文件的创建、删除、命名、改名以及从一个目录下移动到另一个目录下等操作。这些并不涉及文件体的操作，也不涉及文件动到另一个目录下等操作。这些并不涉及文件体的操作，也不涉及文件是整体传输还是

30、远程访问的问题。这里，关键的问题是实现文件名到唯是整体传输还是远程访问的问题。这里，关键的问题是实现文件名到唯一标识符的转换。一标识符的转换。 为了完成这种转换，设立了目录文件。目录文件实际上是文件名到唯为了完成这种转换，设立了目录文件。目录文件实际上是文件名到唯一标识符的对照表，组织成文件的形式，所以目录文件也有自己的文件一标识符的对照表，组织成文件的形式，所以目录文件也有自己的文件标识符。目录允许有子目录，这样用户可以将有关的文件组合到一个目标识符。目录允许有子目录，这样用户可以将有关的文件组合到一个目录下。同样，目录服务提供的文件服务对象也包括目录文件。通常，分录下。同样，目录服务提供的

31、文件服务对象也包括目录文件。通常，分布式文件系统的目录文件组织成树型结构，从而使整个文件系统呈现出布式文件系统的目录文件组织成树型结构，从而使整个文件系统呈现出树型结构。不少系统允许目录之间建立指针连接（象树型结构。不少系统允许目录之间建立指针连接（象UNIXUNIX的的LinkLink），），这这样，树型结构就变成了样，树型结构就变成了“格格”。这在分布式系统中尤其重要。在这里，。这在分布式系统中尤其重要。在这里，每个目录中又一个指针计数，表示指向该目录的连接数。每个目录中又一个指针计数，表示指向该目录的连接数。 第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题ABC2

32、01计算机计算机1DE11计算机计算机2图中，右上角的数字图中，右上角的数字是指向该文件的目录是指向该文件的目录数量数量两两台计算机中的目录台计算机中的目录第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题问题：问题：是否每一个文件都是整个目录树可见的？进而，如果是否每一个文件都是整个目录树可见的？进而，如果系统中有多个服务器（显然每个服务器上都有一颗独立系统中有多个服务器（显然每个服务器上都有一颗独立的目录树），系统是否存在一个全局的根目录？再进一的目录树），系统是否存在一个全局的根目录？再进一步，能否知道每个文件所在的计算机名？步，能否知道每个文件所在的计算机名？回答：

33、应该让每一台系统中的计算机知道系统中所有的文件；回答：应该让每一台系统中的计算机知道系统中所有的文件；如果应用需要，应该知道它所需要的文件所在的机器名。如果应用需要，应该知道它所需要的文件所在的机器名。但是，不一定需要存在一个全局的根目录。但是，不一定需要存在一个全局的根目录。办法办法: 1.: 1. 文件命名采用文件命名采用 机器名机器名+ 文件路径名文件路径名 2.2. 将远程文件安装到本机的分层文件目录结构中将远程文件安装到本机的分层文件目录结构中 3.3. 存在并维护一个在所有计算机上单名字空间存在并维护一个在所有计算机上单名字空间第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中

34、的数据一致性问题4 4 分布式系统中地理空间数据一致性保障分布式系统中地理空间数据一致性保障 1. 1. 全局目录的组织全局目录的组织 反映系统全部空间数据的全局数据目录反映系统全部空间数据的全局数据目录 反映系统全部节点的全局节点目录（含负载）反映系统全部节点的全局节点目录（含负载） 2. 2. 全局数据目录全局数据目录 采用基于空间位置的数据定位机制采用基于空间位置的数据定位机制 设定主副本节点，设定主副本节点，只能由主副本所在节点可以执行只能由主副本所在节点可以执行相应相应“写操作写操作”并发起相应数据的同步并发起相应数据的同步 数据库复制技术与全局数据目录同步数据库复制技术与全局数据目

35、录同步 数据库复制技术与全局数据内容同步数据库复制技术与全局数据内容同步第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题 3. 数据同步时刻规定数据同步时刻规定 同步时刻：同步时刻：“写操作写操作”执行之后、节点动态加入与退执行之后、节点动态加入与退出之后出之后 同步内容：数据同步、目录同步同步内容：数据同步、目录同步 4. 操作分布策略操作分布策略 第一优先：就地计算第一优先：就地计算 第二优先：主副本节点第二优先：主副本节点 第三优先：负载平衡第三优先：负载平衡 5. 分布计算的组织分布计算的组织 计算由并行语句组成计算由并行语句组成 并行语句由执行线索组成并行语句由

36、执行线索组成第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题例例 计算任务计算任务BEGIN CONCURRENT BEGIN THREAD COPY f_camain TO f_casite1 STCQLsite1(SELECT flight_no, field_name, TSLICE(field, 2004-10-10) AS field INTO result_ca FROM f_ca, atmosphere WHERE OVERLAP(TSWEEP(flight_position, 2004-10-10), TSLICE(field, 2004-10-10) C

37、OPY result_casite1 TO result_site1main END THREAD第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题BEGIN THREAD COPY f_camain TO f_casite2 STCQLsite1(SELECT flight_no, field_name, TSLICE(field, 2004-10-10) AS field INTO result_ca FROM f_ca, atmosphere WHERE OVERLAP(TSWEEP(flight_position, 2004-10-10), TSLICE(field

38、, 2004-10-10) COPY result_casite2 TO result_site2main END THREADEND CONCURRENT第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题实现机制示意：实现机制示意：第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题补偿与二次分布机制补偿与二次分布机制第五章第五章 分布式系统中的数据一致性问题分布式系统中的数据一致性问题结束语：结束语： 分布式计算分为集中式与对等式两类，其中对等式协同计分布式计算分为集中式与对等式两类，其中对等式协同计算容错能力强，实现技术更为复杂算容错能力强，实现技术更为复杂 网格计算的实质就是分布式计算网格计算的实质就是分布式计算 真正意义上的协同计算由于其技术上十分复杂，目前尚无真正意义上的协同计算由于其技术上十分复杂，目前尚无软件产品出现，往往附加了若干限制以降低其复杂性软件产品出现，往往附加了若干限制以降低其复杂性 空间数据由于其数据的复杂性，实现分布式计算尤为困难空间数据由于其数据的复杂性，实现分布式计算尤为困难 网格地理信息系统软件将在今后网格地理信息系统软件将在今后5-10年时间内出现，我国年时间内出现，我国有希望在此领域取得进展有希望在此领域取得进展