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数字有机体数据库容错机制的设计

作　者: 杨昆
导　师: 刘心松；肖开奇
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 数字有机体数据库系统容错恢复
分类号: TP311.13
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 12次
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内容摘要

这些年来,没有中心节点的非集中式分布式系统逐渐成为人们研究的热点。这种系统它不存在单个节点的故障,具有很强的扩展能力,并且能够在广域网的范围内对外提供服务。但是由于其应用领域大多只是局限于文件共享,容错的要求比较低,因此,这种系统的容错机制没有被很好的研究。但是这种系统要想承载更多应用的话就必须像传统的分布式系统一样,找出符合其特点的容错机制。本课题中数字有机体数据库系统是成都电子科技大学8010实验室在多年进行分布式并行数据库系统研发的基础上,进一步研发的有生物特性的数据库系统。本文将分布式技术、并行处理、技术容错技术等相互融合,从而提出了适合该系统运行的容错机制。本课题容错用的是恢复机制,恢复机制是保证数字有机体数据库系统能够正常提供数据库服务的基础。当数据库系统出现各种故障(硬件和软件)时,恢复机制就负责在故障排除以后对其进行恢复,使数据库回到正常状态,并且继续提供数据库服务。不仅如此,数据库节点在重启的过程也需要对本节点数据库进行恢复,使其和系统中的其他节点上的数据库保持一致的状态。本文在进行深入研究的基础上,讨论了数字有机体数据库系统的设计思想,重点研究了其恢复机制,特别是日志恢复的设计与实现。在分析了传统的日志恢复机制的不足之后,本文提出一种新的动态恢复协议。该协议使用日志来缓存在恢复过程中新发起的数据库操作,并且在通过该日志完成部分恢复以后,依靠这些缓存的操作语句进行进一步恢复。与传统的基于日志的恢复算法相比,该协议在保证系统一致性的同时,能减小恢复时带来的额外系统开销及对个别节点的影响与过分依赖,使系统的整体性能和可靠性都得到提高。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-15
  1.1 课题研究背景及意义  10-11
  1.2 容错技术的发展历史、现状及趋势  11-12
    1.2.1 发展历史  11
    1.2.2 发展现状  11-12
    1.2.3 容错技术的发展趋势  12
  1.3 数字有机体系统简介  12-14
  1.4 本文工作  14
  1.5 本章小结  14-15
第二章容错技术综述  15-20
  2.1 基本概念  15-16
    2.1.1 相关概念  15
    2.1.2 容错的概念  15-16
  2.2 容错技术的分类  16-17
    2.2.1 硬件容错  16
    2.2.2 软件容错  16
    2.2.3 信息容错  16
    2.2.4 时间容错  16-17
  2.3 数据库容错  17-19
    2.3.1 数据库容错基本概念  17-18
    2.3.2 传统数据库恢复策略  18-19
    2.3.3 分布式数据库恢复策略  19
  2.4 本章小结  19-20
第三章数字有机体数据库系统  20-32
  3.1 分布式并行数据库系统DPSQL  20-28
    3.1.1 分布式并行数据库系统结构  20-21
    3.1.2 分布式并行数据库的特性  21-22
    3.1.3 分布式并行数据库中的事务执行  22-26
    3.1.4 分布式查询机制  26-28
  3.2 数字有机体数据库系统DOSSQL  28-31
    3.2.1 数字有机数据库结构  29-30
    3.2.2 数字有机体数据库特性  30-31
  3.3 本章小结  31-32
第四章基于日志恢复的容错机制  32-60
  4.1 基本概念  32-33
    4.1.1 基本概念  32
    4.1.2 数据库的基本状态  32-33
    4.1.3 恢复过程中的消息类型  33
  4.2 恢复算法  33-41
    4.2.1 单ok 节点恢复算法  34-37
    4.2.2 多ok 节点恢复算法  37-41
  4.3 协议细节  41-49
    4.3.1 基本结构  41-45
    4.3.2 order 节点的日志管理  45-46
    4.3.3 接收方日志管理  46-47
    4.3.4 备份文件的处理  47-48
    4.3.5 最后的恢复日志处理  48-49
  4.4 主要接口函数  49-59
  4.5 异常处理  59
  4.6 本章小结  59-60
第五章系统恢复功能测试  60-67
  5.1 测试环境  60-61
  5.2 功能测试  61-66
    5.2.1 同一个站内单ok 节点容错恢复测试  61-62
    5.2.2 不同站内单ok 节点容错恢复测试  62
    5.2.3 同一个站内多ok 节点容错恢复测试  62-63
    5.2.4 两个站内多ok 节点容错恢复测试  63-65
    5.2.5 多个站内多ok 节点容错恢复测试  65-66
  5.3 测试总结  66
  5.4 本章小结  66-67
第六章结束语  67-68
致谢  68-69
参考文献  69-72
个人简历  72-73

数字有机体数据库容错机制的设计

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