[发明专利]对等网络环境下副本服务的部署及副本创建方法

说明书

技术领域

本发明涉及分布式环境，特别是对等网络环境下的副本服务的部署方法和 副本创建方法，属于分布式数据管理领域。

背景技术

对等计算模式(Peer-to-Peer Computing)简称P2P，作为一种新型的体系结 构模型，强调资源的全面共享，无须依赖集中式服务器的支持，实际应用非常 广泛。在P2P系统中，系统中性能较高的节点称为超级节点，除了可以共享资 源和访问系统中其他资源之外，还负责转发资源路由消息及资源管理等工作； 系统中其他节点称为普通节点，可以共享资源和访问系统中其他资源，接受超 级节点的管理。

在基于对等网络的分布式系统中，副本技术是提高数据可用性和系统访问 性能的重要技术。通过提供多个数据资源副本，可以提高P2P系统的容错性、 数据的可用性，减少数据访问延迟，同时消除热点瓶颈和实现负载均衡。P2P 系统中所有共享的资源，包括文件、数据库、数据表等，都可抽象表示为逻辑 资源，每个逻辑资源具有全局唯一的逻辑资源名(Logical Resource Name，LRN)。 每个逻辑资源可以有一个或多个物理副本，简称为副本。为了实现副本管理的 透明性，P2P系统需要引入副本服务对系统中的副本进行管理，为用户透明地提 供副本创建、副本定位和副本选择等诸多功能，监控和管理副本信息，包括副 本访问频率和副本响应时间等。

目前，在P2P系统中已开展了很多副本管理方面的研究工作。集中式副本 定位算法中没有明确的副本策略，不支持主动副本创建，仅当用户请求共享数 据的时候，才将共享数据的副本放置在本地，由于单点失效和扩展性不好很难 应用到大规模分布式系统中。在当前全分布的非结构化P2P中，副本创建策略 主要有：拥有者备份策略、随机备份策略和按路径备份策略。拥有者备份策略 将请求资源备份到成功定位该资源的节点上，然后该节点便可以作为服务提供 者为其他节点提供数据服务，系统中数据副本的数量与该数据被访问的频率基 本成正比；随机备份策略中，在资源定位成功时将数据副本按照一定的概率随 机备份到路由经过的若干个节点上；按路径备份策略在资源定位成功时将请求 资源备份到消息回播路径上的节点上。这些方法只考虑副本数量上的差异，而 没有考虑副本存放位置的差异，且大量文件移动会消耗大量的网络带宽。

总之，在副本创建和副本管理方面已有了很多的研究成果，但仍存在一些 缺陷与不足。现有P2P系统通常假定共享的数据是静态的和只读的，因此副本 技术相对简单，很少考虑副本更新问题，在资源搜索过程中动态地、盲目地、 后发性地进行副本创建，单纯追求副本数量提高资源搜索的性能。如果不考虑 副本更新和一致性维护的代价，副本数量越多的确能够提高资源访问效率。但 是，对于拥有可写数据资源的P2P应用来讲，采用这样的副本创建方法将会带 来高昂的副本一致性维护代价，而当前研究很少考虑这个问题。此外，现有多 数方法是从单个节点的局部信息出发、在特定评价标准下制定副本创建策略， 扩展性比较差，不能保证全局最优。

随着P2P的新型应用如P2P游戏、分布式数据共享、远程协作等应用的出 现，共享数据资源将更多的以可读写形式存在。如何平衡副本一致性维护的开 销和多副本带来的访问性能提升之间的关系，设计适用于拥有可读写数据资源 的P2P系统的副本创建方法具有重要的应用意义。

发明内容

本发明的目的是为了针对可读写数据资源的副本创建、从全局角度利用较 少的副本数目降低资源访问时间，提出一种对等网络环境下副本服务的部署及 副本创建方法。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明包括两部分：副本服务的部署和副本创建方法。通过本发明设计的 副本服务的部署方法，可以在整个系统范围内实现副本的全局管理。本发明设 计的副本创建方法，充分考虑了广域网范围内带宽对访问代价的影响，从系统 全局的副本分布出发实现优化的副本创建。

一.副本服务的部署

由于面向不同应用领域的P2P系统对副本管理服务的要求各不相同，因此， 本发明着重给出一种通用的副本服务的部署方法，目的是实现副本的全局管理。 副本服务的部署方法包含四个部分：

(1)确定系统中所有节点间的父子关系。

父子关系确定的原则如下：

①只有超级节点可以做父节点；