基于向量时钟模型的NoSQL最终一致性的研究

最终一致性作为衡量NoSQL数据库性能的重要指标,对NoSQL的应用与发展起着重要作用。针对最终一致性解决方案存在的问题,提出基于向量时钟的最终一致性模型。模型为数据加入了版本的概念,通过版本向量和时间戳的引入,为数据标识了版本信息,同时给出了冲突检测和处理方案。对比分析表明,方案很好地解决了问题,提高了最终一致性的性能,在NoSQL数据库的设计过程中具有较好的应用价值。

分布式合作缓存中的全局向量时钟模型

在分布式合作缓存技术中对文件块的查找与替换是一个全局性的管理问题．针对在机群系统中由于局部时钟不一致而造成的块查找与块替换决策失误的问题，本文提出了全局向量时钟模型ＧＶＴ的概念，并通过维护基于全局向量的最老时戳表来完成块查找与块替换操作．全局向量时钟对传统的向量时钟进行了改进，提供了多种方式用于时序关系的判断．ＧＶＴ既具有因果关系判断能力，又可对全局中任意两个事件的次序进行判断，从而提高了合作缓存管理算法的准确性，减少了系统的开销．

采用向量时钟的软件事务存储算法

在多核处理器上,事务存储是一种有望取代锁的同步手段。软件事务存储不需要增加额外硬件支持,就可以充分利用当前商业多核处理器的多线程能力。提出一种软件事务存储实现算法VectorSTM,该算法不需要使用原子操作。VectorSTM采用分布的向量时钟来跟踪各线程事务执行情况,能够提供更高的并发度。对事务存储基准程序STAMP的测试表明,VectorSTM在性能或者语义上比软件事务存储算法TL2和RingSTM有优势。

基于局部时钟的区域向量时钟

文中分析了传统向量时钟在应用中的局限性，提出了基于局部时钟的区域向量时钟，证明了这一时钟，刻画了计算的因果关系．区域向量时钟独立于程序实现，管理简单，降低了向量时钟方法在实际应用中的复杂度，适合于对分布式计算的性能分析和并发测量．

分布式调试中动态向量时钟存储空间分配方法

为了解决不同进程之间异步通信时向量时钟存储问题,结合现有事件监测的方法,以及分布式软件系统调试盒监测特征,并针对向量时钟静态存储技术的不足,提出了一种动态更新存储空间的方法.实验结果表明,对监测工具的改进方案能够减轻用户调试时的负担,较大地提高分布式程序调试的效率.

基于向量时钟的动态自适应同步策略研究

针对分布式仿真系统信息交互的性能优化,研究时钟不一致、传输时延等引起的网络拥塞、因果倒序、时钟错乱等问题,是保证分布式仿真系统可靠运行的重要因素。以多服务器架构的分布式仿真系统为研究对象,考虑服务器与仿真成员之间的信息传输特性,根据向量时钟和传统的保守策略、乐观策略,提出一种新的动态自适应有界时间窗算法。算法正确处理系统中事件消息的因果逻辑,同时保证同步策略的可重复性,通过实验验证了算法的可行性。

对等网络中向量时钟管理算法

针对对等网络中节点间的因果关系问题,分析了因果异常产生的条件,节点间消息传递的直接路径和间接路径并存,采用预测—延迟技术,提出了基于静态拓扑关系的向量时钟管理算法。在算法中,消息的接收节点对其可能发送结果消息的路径进行监控,并对先收到的结果消息进行缓存,直到该结果消息的所有原因消息都被提交给节点后才提交该消息。经分析验证,该算法既能够避免因果异常,又能够大幅度提高节点间的并行度,从而能够提高对等网络信息交互的性能。

虚拟时间及其在数据竞争检测中的应用

为将虚拟时间机制应用于数据竞争检测,提出描述虚拟时间3种基本实现形式的统一模型.先建立分布式执行的抽象模型,在此模型下统一描述虚拟时间的3种基本实现形式,即标量时间系统、向量时间系统和矩阵时间系统,并以向量时间系统和矩阵时间系统为例介绍虚拟时间的4种优化技术,最后讨论将虚拟时间应用到共享内存并发系统的数据竞争检测中需要解决的问题以及4个应用实例.结果表明,提出的模型能统一描述虚拟时间的不同实现形式,并能降低基于虚拟时间检测数据竞争的应用难度.

分布式计算在实时应用系统中的实现

实时系统是计算机应用的一个重要方面 ,许多实时系统由于检测和控制的设备在地理上的分散性 ,要实现集中式的计算机控制本身就有较大的难度 .分布式处理则相对较灵活 ,同时具有较好的性能价格比和容错性 ,近年来发展迅速 .本文以上海虹桥国际机场电力监控系统为例 。

分布式key-value系统错误污染检测

随着key-value存储系统的广泛使用,越来越多的研究开始关注分布式系统中的可信问题,其中一个重要的问题是,如何在系统被入侵或者管理员配置错误并运行一段时间后,检测出受污染的数据,从而可以在恢复错误数据的同时保留系统的合法更新.文中提出了一种基于key-value存储系统的错误污染检测方法,该方法允许在客户端不可信的前提下,检测客户端之间的污染扩散.文中设计了一种基于各服务器逻辑时钟的向量时钟,该时钟以用户关联操作为更新规则,记录了跨服务器的读写请求逻辑关系,用以进行错误污染跟踪;同时为了减少大规模系统中污染检测的开销,基于该向量时钟,文中进一步提出了一种在分布式系统中由操作序列构成有向无环图的污染分析方法.基于广泛使用的Voldmort key-value系统,文中实现了一个错误污染检测系统,Tracker Store.在集群测试环境下,文中对引入新的检测系统后产生的额外延迟开销进行了测试.

分布式处理在实时应用系统中的实现

实时系统是计算机应用的一个重要方面,许多实时系统由于检测和控制的设备在地理上的分散性,要实现集中式的计算机控制本身就有较大的难度.分布式处理则相对较灵活,同时具有较好的性能价格比和容错性,近年来发展迅速.该文以上海虹桥国际机场电力监控系统为例,介绍大型变配电站用电监控和管理系统设计中使用分布式处理技术的方法.