智慧協(xié)同網(wǎng)絡(luò)分布式映射系統(tǒng)強(qiáng)一致性研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)原始設(shè)計(jì)的弊端日益體現(xiàn)。北京交通大學(xué)下一代互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備國家工程實(shí)驗(yàn)室提出了智慧協(xié)同網(wǎng)絡(luò)模型，通過“三層”、“兩域”的范圍劃分，將多種信息所攜帶的雙重含義分離開，有效地解決了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)體系的問題。作為智慧協(xié)同網(wǎng)絡(luò)的核心部分，映射系統(tǒng)將用戶的身份信息與位置信息予以映射分離，并為映射關(guān)系條目提供了存儲(chǔ)管理以及解析查詢服務(wù)。在使用該網(wǎng)絡(luò)通信時(shí)，接入交換路由器得到通信對(duì)端的映射關(guān)系后，會(huì)把該映射關(guān)系緩存至本地，以便再次使

2、用時(shí)無需向服務(wù)器發(fā)起重復(fù)查詢，從而減小時(shí)延。當(dāng)通信對(duì)端映射關(guān)系發(fā)生改變時(shí)，接入交換路由器無法及時(shí)與服務(wù)器端同步，之前所緩存的映射條目便會(huì)過期失效，從而產(chǎn)生一致性問題。由于當(dāng)前系統(tǒng)使用弱一致性機(jī)制，發(fā)送方會(huì)使用已過期的映射關(guān)系，該行為會(huì)使數(shù)據(jù)發(fā)往錯(cuò)誤終端，導(dǎo)致通信過程受到影響。因此，映射系統(tǒng)中的一致性問題亟待解決。
　　針對(duì)該問題，本文設(shè)計(jì)了一種適用于智慧協(xié)同網(wǎng)絡(luò)分布式映射系統(tǒng)的強(qiáng)一致性方案。首先，對(duì)映射服務(wù)器與接入交換路由器之間的

3、通信流程和交互模塊進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，引入租約機(jī)制，通過在映射服務(wù)器與接入交換路由器之間建立租約關(guān)系，實(shí)現(xiàn)對(duì)映射條目租約的授予、維持與無效化，防止失效的映射關(guān)系被繼續(xù)使用，達(dá)到映射系統(tǒng)的強(qiáng)一致性。然后，在服務(wù)器端，記錄下使用過映射關(guān)系的接入交換路由器信息，當(dāng)映射關(guān)系發(fā)生改變后，服務(wù)器會(huì)主動(dòng)向相應(yīng)的接入交換路由器列表通告其無效化。其次，在接入交換路由器端，對(duì)服務(wù)器返回的映射條目進(jìn)行時(shí)長為租約期限的計(jì)時(shí)，當(dāng)租約到期后，接入交換路由器若想使用該映射

4、條目需向服務(wù)器端驗(yàn)證該條目的有效性;在收到服務(wù)器發(fā)送的無效通告后刪除過期映射條目，從而有效保證了緩存的映射信息在失效后不會(huì)被再次使用。最后，根據(jù)以上設(shè)計(jì)思路，對(duì)映射系統(tǒng)相關(guān)模塊進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)。
　　本文對(duì)上述方案進(jìn)行了測試。功能測試結(jié)果表明，使用租約機(jī)制的映射系統(tǒng)能夠防止過期的映射關(guān)系被繼續(xù)使用，從而實(shí)現(xiàn)了映射系統(tǒng)的強(qiáng)一致性;性能測試結(jié)果表明，隨著映射關(guān)系改變頻率的降低或通信對(duì)端距離的減小，強(qiáng)一致性較弱一致性的性能提升會(huì)更顯著。論文