[发明专利]用于在分布式应用中最佳地权衡复制开销和一致性级别的系统和装置

说明书

技术领域

本发明涉及信息技术系统的管理领域，具体地说，涉及信息技术系统内分布式数据复制的一致性维护。

背景技术

数据复制是一种广泛使用的技术，用于在多个位置处存储原始数据的副本以提高数据可用性和总体系统性能。数据复制用于各种信息技术系统，包括内容传送网络、对等存储和交换、应用级多播和分布式数据备份等。

在许多此类系统中，需要将位于一个节点处的原始数据复制到一组其他节点。所有这些节点通常被组织为树层次，并且具有原始数据的节点是层次的根。定期在层次的每个链路上复制数据。例如，根节点定期将其数据发送到其子节点，每个子节点定期将从其父辈接收的数据发送到其后代。通过此方式，在层次内的所有节点中全面刷新数据。

一种使用数据复制并需要维护数据一致性的信息技术系统是资源发现系统。为了在计算系统(如联网计算系统)中执行应用或服务，需要在这些应用之间分配计算系统内部以及计算系统外部的资源。这些资源包括计算硬件资源(例如，中央处理单元(CPU)资源)、存储容量(例如，物理机器以及数据收集器或数据传感器中的硬盘驱动器大小、存储器大小)。可用资源可以包括静态和动态资源两者。例如，给定机器的存储器大小或网络适配器速度通常是固定的，而可用存储器或带宽将随时间而频繁改变。

为了在各种同期资源需求之间分配资源，需要创建和维护可用资源储存库。此储存库的创建和维护包括发现可供分配的资源。资源发现可以查找符合给定资源需求的指定要求的远程资源，并且广泛用于许多分布式计算系统以实现各种应用。例如，在网格计算中，将发现或标识拥有所需CPU和存储器资源以运行应用的机器或节点，然后在这些所标识的机器上部署应用。

已提出了各种用于资源发现的方法。这些所提出的方法包括域名系统(DNS)，如P.Mockapetris与K.J.Dunlap的Delopment of the DomainName System(域名系统开发，SIGCOMM’88年报，加利福尼亚州斯坦福，第123-133页，1988年)中所述；轻量目录访问协议(LDAP/X.500)，如M.Wahl、T.Howes与S.Kille的RFC 2551-Lightweight Directory AccessProtocol(v3)(RFC 2551-轻量目录访问协议(第3版)，1997年12月)、ITU-T建议X.500(2001年1月)和D.W.Chadwick的Understanding X.500-The Directory(了解X.500-目录，1996年)中所述；以及java命名和目录接口(JNDI)，如Sun Microsystems的Java命名和目录接口-JNDI文档(http://java.sun.com/products/jndi/docs.html)中所述。所有这些系统都提供目录服务以发现资源；但是，这些对资源发现的先前尝试主要针对静态资源或变化非常缓慢的资源(例如，主机名到网际协议(IP)地址映射)而布置。使用这些系统对频繁变化(例如，按数十分钟或更短时间的频率)的动态资源的支持是非常有限的。此外，这些系统假设将可用资源的空间或领域全局地组织为以委派方式管理的预定义树层次。即，每个组织都同意此类层次并“拥有”树的一部分。

但是，资源的全局组织和管理可能并不存在。此外，全局组织会为资源的分配带来复杂性和限制。例如，如果将来要添加新的资源类型，则可能难以预定义资源层次。由于管理和信任原因，自主系统可能对于应如何组织资源具有不同的理解。已采用不同资源发现服务的系统需要针对公共任务进行协作，但是更改各自的旧式资源发现服务非常困难。