第7章-高级操作系统一致性和复制.ppt

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1、第第7章章 一致性和复制主要内容7.1 一致性与复制7.2 以数据为中心的一致性模型7.3 以客户为中心的一致性模型7.4 复制管理7.5 一致性协议27.1 一致性与复制n复制的理由n提高可靠性：防止单点失败，数据校验n提高性能：并行性，可伸缩性n复制的代价n一致性维护：更新问题n例：Web页的CacheInternet3支持伸缩性的复制技术n将数据的副本放置在处理它们的进程附近以减少访问时间，解决可伸缩性可伸缩性问题n复制策略n设进程P对数据d的访问N次/秒，d的更新M次/秒n当N rep(S,F)n删除副本n删除副本条件：cnt(S,F)del(S,F)n迁移副本n迁移副本条件：del(

2、S,F)cnt(S,F)cnt(Q,F)/2，将F从Q迁移到P 37客户端发起型副本n客户缓存(cache)n客户端的本地存储n缓存命中率(cache hit)：n请求的数据可在缓存中取出的概率n提高命中率：缓存可由多个客户共享n客户缓存的设置场地1.与客户相同的机器2.局域网上多个客户共享的机器上3.广域网上的代理服务器上客户端服务器代理服务器38内容分发n当客户执行一个更新操作后，该操作将传播到所有副本n传播状态与传播操作策略1.传播更新通告2.传输数据拷贝3.传播更新操作39更新传播n通告无效协议（invalidation）n只传输被修改的数据的位置信息n数据量少，占用很少网络带宽n适用

3、于读/写比非常低的情况n数据传输(data shipping)n传输被修改的数据n数据量多，占用较多网络带宽n适用于读/写比非常高的情况40更新传播n操作传输(operation shipping)n主动复制技术-每个副本有一个进程主动地进行更新n占用最少网络带宽n要求有较高处理能力41推送式与拉取式协议n推送式(push)协议：基于服务器的协议n不需要请求，就将更新传播给副本n可保持高度的一致性，通常用于永久性副本和服务器副本之间n优点：适用于读/写比非常高的情况n拉取式(pull)协议：基于客户的协议n由客户请求服务器发送更新n优点：适用于读/写比非常低的情况n缺点：当cache miss

4、时，响应时间长427.5 一致性协议n一致性协议：n对一致性模型的实现方法的描述n基于主副本的协议n主副本：在数据的所有复制副本中，写操作必须先在主副本上进行。n实现了顺序一致性n远程写协议：所有写操作由远程服务器执行n本地写协议：将主副本读到执行写操作的本地上执行43远程写协议n带有备份的主副本服务器44本地写协议n带有备份的主副本服务器45复制式写协议(1)n写操作可在多个副本上执行n主动复制协议n将各更新操作发给各个副本上的进程n问题：更新顺序问题n解决方案：n全序多播机制：如Lamport时间戳向量n顺序管理器（sequencer）：集中式协调器，负责为每个操作赋予唯一的顺序号，转发给各个副本。46基于合法数的协议（1）n基于多数表决的复制写协议n与主副本协议的区别：多个副本同时执行写操作n基本算法：n设有N各副本n设置读合法数NR，写合法数Nwn要求：NR+Nw N；Nw N/247基于合法数的协议（2）n举例：ROWA协议不正确写合法数正确读写合法数48