Codis分布式缓存架构在电力系统中的应用研究

Redis因具备快速响应、数据安全等特点,常被选作系统缓存工具.由于受到单节点性能约束,传统电力系统中通常会选择Redis集群架构.但是在Redis集群实际部署过程中,往往呈现出扩展性差、维护困难等缺陷.为此,提出一种基于Codis的分布式缓存架构方案,以对传统电力系统中的Redis集群进行优化.通过电力系统中业务存储能力、数据检索效率、性能优良检测等多角度,对搭建的Codis分布式缓存架构进行理论研究与应用测试,证明了该方案在数据存储、信息检索、部署运维等方面具有一定优势.     

基于MongoDB的分布式缓存

电力信息化的发展对传统电力信息系统的数据处理、并发请求及响应能力提出诸多挑战.针对电力信息系统数据处理的特点,提出一种基于MongoDB数据库的分布式缓存,并对该分布式缓存的运行机制、服务端架构和客户端功能模块的设计进行了分析与阐述.基于MongoDB的分布式缓存能够有效地降低电力信息系统数据库层的访问负载量,提高系统的整体性能,它采用分布式文件存储缓存数据,支持数据冗余备份和故障恢复功能,具有较高的可靠性和扩展性.基于MongoDB的分布式缓存已成功应用到电力某企业的项目管理系统中.     

基于集群架构的公共自行车数据可视化系统

针对公共自行车数据可视化系统的性能问题,提出了一种整合Web服务器集群、数据库集群以及缓存框架服务器的集群架构,设计并实现了基于该架构的公共自行车数据可视化系统。系统使用Nginx搭建反向代理服务器,使用Redis搭建缓存服务器。设计的系统还集成了Session一致性策略、前端性能优化等技术。针对公共自行车普通用户和管理者分别设计了移动端应用(APP)和Web可视化页面。测试结果表明:设计的系统满足了用户对公共自行车可视化系统功能和性能的要求。     

Elsa:一种面向跨区域架构的无协调分布式键值存储系统

作为具备高性能和高可伸缩性的分布式存储解决方案,键值存储系统近年来被广泛采用,例如Redis、MongoDB、Cassandra等.分布式存储系统中广泛使用的多副本机制一方面提高了系统吞吐量和可靠性,但同时也增加了系统协调和副本一致性的额外开销.对于跨域分布式系统来说,远距离的副本协调开销甚至可能成为系统的性能瓶颈,降低系统的可用性和吞吐量.提出分布式键值存储系统Elsa,这是一种面向跨区域架构的无协调键值存储系统. Elsa在保证高性能和高可拓展性的基础上,采用无冲突备份数据结构(CRDT)技术来无协调的保证副本间的强最终一致性,降低了系统节点间的协调开销.在阿里云上构建了跨4数据中心8节点的跨区域分布式环境,进行了大规模分布式性能对比实验,实验结果表明:在跨域的分布式环境下,对于高并发争用的负载, Elsa系统的性能具备明显的优势,最高达到MongoDB集群的7.37倍, Cassandra集群的1.62倍.     

基于Redis+MySQL+MongoDB存储架构应用

Redis+MySQL+MongoDB技术架构实现了本项目中大数据存储和实时云计算的需求。使用MongoDB切片的水平动态添加,可在不中断平台业务系统的同时保障扩容后的查询速度和云计算效能;依据切片键索引分片,位于各切片独立进行计算,使大数据下的实时分析成为现实。对于高频访问的数据放在了Redis中,有效地降低磁盘I/O,使业务系统响应更为敏捷,满足了高并发下应用服务的高呑吐要求。     

基于分布式数据缓存技术的Web-OLAP系统研究

为了解决在分布式环境下,Web-OLAP系统并发访问量急剧增加导致OLAP服务器负担过重的问题,提出一种基于分布式数据缓存技术的Web-OLAP系统。给出了该系统的总体框架和分布式缓存数据的表示,并设计了分布式缓存数据的管理算法。具体的应用实例表明,该方法可以有效地提高分布式环境下Web-OLAP系统的访问效率,较大缩短系统的响应时间。     

移动查询缓存处理的研究

客户缓存为提高客户／服务器数据库系统整体性能以及客户方数据可用性提供了有效途径。移动环境下网络资源的贫乏使客户缓存的作用更为重要，语义缓存是基于客户查询语义相关建立的一类缓存，提出一个基于语义缓存的客户缓存机制，给出缓存的内容组织，提出缓存项合并策略；然后讨论了基于语义缓存的查询处理策略；最后，模拟结果表明该客户缓存机制能够提高分布式、特别是移动环境下客户服务器数据库系统的性能。     

医院药房管理系统前端工程化设计与实现

医院药品类别繁多且数量大,合理利用信息化手段,有助于科学地规范、优化药品业务流程,提高医院药品管理工作效率。系统采用前后端分离的开发架构,在Electron平台下使用MVVM(Model-View-ViewModel)模式对其进行详细的技术设计和实现。前端采用Vue.js负责视图渲染,实现数据驱动视图;后端采用Node.js负责业务处理,并提供数据接口。数据库采用MongoDB结合Redis进行缓存和性能优化。系统以组件化、模块化为基准,充分复用开发资源,避免多重操作DOM,实现药房管理系统客户端与后台端细化协作,解决了目前传统药房系统开发效率低下、系统性能差、维护难的问题。     

一种高效的Redis Cluster的分布式缓存系统

为了满足大型互联网应用对高并发访问、快速响应、动态扩展、易维护性等需求,本文基于Redis 4.0设计并实现了一种Redis Cluster分布式缓存系统,集成了可视化开源工具CacheCloud对该系统进行实时监控和高效管理,基于官方Redis-Bechmark进行了QPS性能测试,并与Codis分布式缓存系统进行了对比.实验结果表明Redis Cluster各功能高效运作,性能优越,在并发访问数10 000以上时响应时间明显优于Codis.     

基于标记的缓存协作分布式Web服务器系统

介绍了提高Web服务器性能的前沿技术--分布式Web服务器系统,讨论了现有各种方案的优缺点,在此基础上提出一种新的分布式Web服务器系统.该系统使用基于标记的缓存协作用户请求分发方法(tag based cache cooperative Web requests distribution,简称TB-CCRD),通过前端机把系统中各个Web服务器的缓存组织成一个大的虚拟缓存系统,提高系统的整体缓存命中率,缩短了请求的响应时间;通过分布式处理TCP连接转交来消除前端机的性能瓶颈;利用标记通告URL在缓存中的位置,避免了额外的系统内部通信.从而得到了一个可扩展的高性能分布式Web服务器系统.     

Qos-aware mobile service optimization in multi-access mobile edge computing environments

With the rapid development of mobile Internet technologies and various new service services such as virtual reality (VR) and augmented reality (AR), users’ demand for network quality of service (QoS) is getting higher and higher. To solve the problems of high load and low latency in-network services, this paper proposes a data caching strategy based on a multi-access mobile edge computing environment. Based on the MEC collaborative caching framework, an SDN controller is introduced into the MEC collaborative caching framework, a joint cache optimization mechanism based on data caching and computational migration is constructed, and the user-perceived time-lengthening problem in the data caching strategy is solved by a joint optimization algorithm based on an improved heuristic genetic algorithm and simulated annealing. Meanwhile, this paper proposes a multi-base station collaboration-based service optimization strategy to solve the problem of collaboration of computation and storage resources due to multiple mobile terminals and multiple smart base stations. For the problem that the application service demand in MEC server changes due to time, space, requests and other privacy, an application service optimization algorithm based on the Markov chain of service popularity is constructed, and a deep deterministic strategy (DDP) based on deep reinforcement learning is also used to minimize the average delay of computation tasks in the cluster while ensuring the energy consumption of MEC server, which improves the accuracy of application service cache updates in the system as well as reducing the complexity of service updates. The experimental results show that the proposed data caching algorithm weighs the cache space of user devices, the average transfer latency of acquiring data resources is effectively reduced, and the proposed service optimization algorithm can improve the quality of user experience.     

基于多用户环境下的VRML系统框架

通过提出一种基于服务器．客户端模式的VRML系统的框架,在Java下实现多用户环境下的VRML场景的一致性,并进一步探讨了增强CSCW功能的一些方法。在这个框架的基础上可以根据不同实际应用的需要建构不同的系统。该框架基于Intemet的Browser／Server结构,用户在浏览器下以虚拟现实的形式协同工作。     

基于OPC XML-DA的分布式监控系统的设计

在对分布式监控系统架构进行分析的基础上，给出基于OPC XML-DA(OLE For Process Control XML Data Access)标准的分布式监控系统的设计。结合实际海洋环境监测系统对海洋环境参数的分布式实时监测，给出了运行于海洋监测台站端的Server程序框架并着重描述了标准中的Subscribe系列服务的具体应用。根据监测数据的实时性要求，基于     

构件化WebGIS及其缓存框架

介绍并分析了一个多层次的构件化WebGIs系统——Geo-Union的体系结构、构件功能划分以及Web应用模式．为了改善Geo-Union的性能,引入了空间缓存框架,并将其分为三个层次：空间数据库缓存、网络空间缓存和空间数据代理服务器．空间数据库缓存是为了提高空间数据库的读取效率;网络空间缓存是为了提高单个用户或局域网用户的空间数据读取效率;而空间数据代理服务器则是为了提高广域网上空间数据读取的整体效率．     

远程虚拟实验室的研究与开发

由于虚拟仪器(Virtual Instrumentation,VI)和网络技术的飞速发展,通过C/S或者B/S模式和虚拟现实技术来构建分布式虚拟教学系统的方法逐渐受到关注;文章介绍了利用现代教育技术把虚拟实验引入到实验教学中,构建完整的远程虚拟实验室系统化教学平台的解决方案;这个方法基于两种模式,软件共享模式和硬件共享模式,这两种模式结合虚拟现实技术能够最大限度利用现有软硬件资源和改善系统效率并降低建立系统的成本;这个最优化的解决方案应用到现代远程教育系统中,可提高教学质量和改善实验类型。     

分布式空间数据库中基于事务的客户端高速缓存技术研究

空间数据通过Intranet或Internet从服务器传送给客户端，由于涉及到大量的空间数据，繁重的网络传输可能成为系统的瓶颈。客户端高速缓存技术能较好的解决这个问题。论文提出了客户端缓冲技术应用在分布式空间数据系统中的体系结构；研究了基于重叠区域的客户端缓冲技术在分布式空间数据库中具体应用。并给出适合空间数据特点的缓冲置换算法；同时讨论了高速缓存技术相关高速缓冲一致性问题。     

分布式多交互虚拟场景渲染的协同控制

针对分布式多交互虚拟现实系统场景渲染的协同控制问题,构建了基于分布式开放灵活的多交互虚拟现实系统结构,将协同交互技术集成到虚拟现实系统设计中,设计包含控制平台、网络服务平台和渲染平台的系统架构,提出了一种基于OGRE的分布式多交互实时协同渲染方法。完成了单个控制节点对应多个渲染节点时,多个渲染节点渲染场景的实时同步,以及多个控制节点在同一场景中的协同、交互。此研究成果应用于河北大学虚拟漫游交互控制平台,具有广阔应用的前景。     

A low-overhead networking mechanism for virtualized high-performance computing systems

The use of virtualized parallel and distributed computing systems is rapidly becoming the mainstream due to the significant benefit of high energy-efficiency and low management cost. Processing network operations in a virtual machine, however, incurs a lot of overhead from the arbitration of network devices between virtual machines, inherently by the nature of the virtualized architecture. Since data transfer between server nodes frequently occurs in parallel and distributed computing systems, the high overhead of networking may induce significant performance loss in the overall system. This paper introduces the design and implementation of a novel networking mechanism with low overhead for virtualized server nodes. By sacrificing isolation between virtual machines, which is insignificant in distributed or parallel computing systems, our approach significantly reduces the processing overhead in networking operations by up to 29% of processor load, along with up to 36% of processor cache miss. Furthermore, it improves network bandwidth by up to 8%, especially when transmitting large packets. As a result, our prototype enhances the performance of real-world workloads by up to 12% in our evaluation.