[发明专利]一种基于分布式系统的网络通信模型构建方法

说明书

本发明涉及计算机技术领域，公开了一种基于分布式系统的网络通信模型构建方法，包括将各个节点进行组网；进行网络拓扑创建；进行树型网络拓扑下发；采用中心网络模型的模式并通过发送心跳包的方式进行保活；对树型网络拓扑整体进行重排；从根节点开始发出数据，根节点的数据仅发送给与根节点对应的子节点；子节点接收数据、并将数据发送给自身子节点。本发明采用特殊的树型网络拓扑减少数据的传输时间，充分利用集群中其它节点的资源，减少中心节点的处理时间和压力，保证了数据在传输时不会产生关键路径导致数据传输时间过长以及中间状态过多。本发明针对不同的数据传输采用不同的传输方式，传输效率更高，减少了节点间交互的复杂性。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体地涉及一种基于分布式系统的网络通信模型构建方法。

背景技术

现有技术中，分布式云存储系统可以将数据保存在多个节点，即保证了数据可靠性，同时也提供了巨大的存储空间。但是分布式存储系统的特殊性，导致其内部各个节点之间在大部分的情况下需要进行频繁的通信，以及数据的交互与传输。单一的通信方式会导致在某些情况下效率十分低下，例如大规模的数据交互，或批量的文件传输等，会导致分布式系统中各节点将大部分的运行时间用在了数据传输上，且导致最终所有数据同步完成的时间较长，对分布式系统的可靠性，及可用性带来了较大的影响。同时，为了产生更大的利润，降低产品功耗，提高产品的竞争力，有些分布式系统会采用低成本的同构的嵌入式设备，即各个节点的计算能力和存储能力等都相当，相比于x86的服务器都较弱，并且每个节点服务几乎相同的数据。这种架构虽然在增加副本时不易于线性的扩展，但是该架构系统部署简单，使用方便，节约成本，在市场上有很高的竞争力。在这种系统下，无法选出单个能力较强的节点作为调度和控制节点，执行更多的任务时，因此，分布式系统下的网络模型的多样性就显得尤为重要。

现有的分布式系统网络架构模型主要有：1、中心化网络设计，该方法的设计思想很简单，分布式集群中的节点设备按照角色分工，大体上分为两种角色：中心节点和普通节点。中心节点有时也称为总控节点，用于维护数据分布信息，每个分布式系统中可能存在多个控制节点，但是只有一个中心节点，且每个控制节点下仍然有多个数据节点。该方式在某种情况下会导致控制节点或中心节点负载较高，比如文件传输时，按顺序依次传输文件时的时间是传输文件本身所需要时间的数据节点个数倍+控制节点个数倍；2、去中心化网络设计，去中心化结构使用分布式核算和存储，不存在中心化的节点，任意节点的权利和义务都是均等的，系统中的数据块由整个系统中具有维护功能的节点来共同维护，任一节点停止工作都不会影响系统整体的运作。该方式在某些情况下整个集群的网络会产生较大的负载，各个节点之间在数据同步时会使用较大的整体的网络带宽，可能会是普通网络带宽占用的节点个数的阶乘倍。

因此，针对现存分布式系统下的网络利用的问题，根据不同的情况使用多种节点间的网络通信方式是十分有必要的。

发明内容

本发明提供一种基于分布式系统的网络通信模型构建方法，从而解决现有技术的上述问题。

本发明提供了一种基于分布式系统的网络通信模型构建方法，包括以下步骤：

S1)将分布式系统中的各个节点进行组网；

S2)中心节点根据各非中心节点发送的广播包的接收次序进行网络拓扑创建，并通过树的节点个数、度与深度之间的关系创建最优的树型网络拓扑；

S3)建立第一节点不等式，根据第一节点不等式设置三个节点条件，中心节点初步构造完成树型网络拓扑，初步构造完成的树型网络拓扑的节点分布满足所述第一节点不等式，最优的树型网络拓扑不仅满足所述第一节点不等式，还满足三个节点条件中的其中一个节点条件；

S4)分布式系统启动后，中心节点将最优的树型网络拓扑下发至各个非中心节点进行记录，各个非中心节点记录自身节点对应的父节点和子节点，同时各个非中心节点还记录有中心节点信息；