分布式数据库系统结点失败下无阻塞的提交协议

分布事务的原子性由分布事务的提交协议来保证。提交协议使公布事务在其执行结点上要么都一致地提交,要么都一致地夭折。如果一个分布事务的提交协议在系统失败时有可能致使某些分布事务的终止或继续运行依赖于此系统失败后的恢复,那么称此提交协议是有阻塞的。本文从提交协议的系统开销和阻塞程度两方面比较了目前常用的几种提交协议,描述了在结点失败下的无阻塞提交协议:带终止协议的三阶段提交协议。同时,本文还提出了在结点失败期间系统的处理策略,给出了保存失败给点悬挂动作以达到屏蔽结点失败的新方法。     

多库系统的两阶段局部代理失败恢复策略

从保证全局事务的ACID性及实际的可操作性出发，提出了一种较为可靠的两阶段局部代理的工作流程，使用局部代理作为全局事务管理系统与局部数据库的中间层，模拟出符合2PC协议的状态，从而在多数据库的事务处理中使用2PC协议，在最大限度保证异构数据库自治的前提下，从一定程度上解决了全局事务的原子性保证问题和局部站点失败恢复的问题     

一种基于非阻塞的分布式数据库原子提交协议

针对现今先进的分布式系统在效率和容错方面日益增加的需求,引入了心跳故障检测器的概念来解决合意问题,提出了一种基于非阻塞的分布式数据库事务原子提交协议。协议的提交只需两步操作,在保证非阻塞的同时,大大降低了事务提交的成本,甚至在有广播网的情况下进一步降低了通信开销。通过证明和比较,提出的协议具有可行性、实用性。     

一种改进的基于多站点备份的1-2PC协议

2PC协议具有广泛的适用性,但存在易于阻塞和时间延迟的缺点。文中提出了一种改进的基于多站点备份的1-2PC协议。该协议利用＂多站点备份＂技术和＂心跳＂技术可减少分布式事务信息交换的次数,降低事务发生阻塞的概率,缩短事务成功提交的时间,从而改善了提交协议的性能。通过性能比较和分析,证明了提出的协议具有高效性和低阻塞性。     

移动数据库系统乐观事务处理策略

在移动数据库系统中，计算平台的移动性，频繁的断接性以及长事务等特性使得传统的事务处理模式不再适用，为了解决移动数据中的事处处理问题，提出了一种新的移动事务处理模型－乐观两阶段提交移动事务模型（O2PC－MT），该模型采用乐观并发控制与两阶段提交协议相结合的方法，对移动事务的长事务特性提供了灵活与有效的支持，此外，该模型允许移动计算机分多发送中务操作，且在事务执行过程中可以任意移动，从而提供了对交互式事务及随意移动性的支持，实验结果表明，与基于两段锁协议及其变形的其它移动事务处理模型相比，O2PC－MT提高了系统的事务吞吐率并改善了系统的总体性能。     

一种网格协同设计事务提交协议的研究

根据协同设计任务的特点,借鉴人们日常工作中协同设计项目的做法,提出一种网格协同设计环境下事务提交协议及其故障处理机制.该协议通过取消传统两阶段提交协议中的投票阶段,使参与者不必等待协调者的命令就可自行决定是提交还是终止.协议考虑任务的时限要求和质量要求,允许参与者自行决定是否参与协同设计,并允许参与者中途退出协同设计,从而放松了对事务的原子性要求.最后,从原子性、时限性、适应性等方面对提出的协议进行正确性证明;实验结果和性能分析验证了该协议的有效性和可行性.     

基于环境一致性的分布式并行数据更新协议

为了保证服务器节点完全对等的分布式并行数据库系统更新结果一致性,提出基于数据环境一致性的分布式并行更新协议DEC-DP2PC(Distributed and Parallel 2PC Based on Data-Environment-Consistency),对经典2PC(two phase commit)在执行条件、表决内容和次数、全局提交和撤销定义等方面进行了针对性改进。性能分析和测试表明,DEC-DP2PC可有效过滤数据副本分布和版本号等数据环境信息不一致情况下事务的执行,减少全局数据环境一致性维护开销和降低系统平均响应时间。     

面向网格环境的事务提交协议的研究

提出一种面向网格的事务提交协议-ENP.该协议取消了两阶段提交(2PC)协议中的投票阶段,参与者无需向协调者发送COMMIT消息,可自行决定提交而不必等待协调者的COMMIT命令.如果参与者操作失败,则其向协调者发送abort消息后可自行终止,不必等待协调者发来的ABORT命令.性能分析和实验结果表明,该协议放松了对事务原子性的要求,可以降低提交协议的消息复杂度和日志复杂度,保证了网格环境中事务状态的一致性,满足了各参与者和资源的自治性要求.     

分布式工程数据库系统中事务提交机制的研究

分布式工程数据库事务的特性不同于常规的分布式事务,基本的两阶段提交（B2PC）的协议已不适用,文中建立了基于嵌套结构的分布式工程数据库事务管理子系统的体系结构,并提出了适用于分布式工程数据库的事务两阶段提交协议,包括协议的原理,算法以及对故障的处理方法,能够较好地支持分布式工程设计过程的进行。     

多数据库事务处理模型中局部代理的设计与实现

在多数据库事务处理模型中，局部代理提供了全局事务管理层与局部数据库系统的接口，它使多数据库系统能够对分布在不同站点的局部数据库进行透明访问。文中提出了基于两阶段代理（２ＰＣＡ）的局部代理模型，它集成了支持两阶段提交或单阶段提并的数据库系统、以及并不支持事务提交协议的文件系统。文中还介绍了采用专用接口和ＯＤＢＣ两种实现局部代理的方法。文中着重介绍了使用ＯＤＢＣ方法的具体实现，并对两种方法实现的局部代     

Reducing the blocking in two-phase commit with backup sites

The blocking phenomena in two-phase commit (2PC) reduces the availability of the system as the blocked transactions keep all the resources until the recovery of the coordinator. The three-phase commit (3PC) protocol involves an extra round of message transmission to resolve the blocking problem. In this paper, we propose a backup commit (BC) protocol to reduce the blocking problem by attaching multiple backup sites to the coordinator site. In BC, after receiving responses from the participants, the coordinator quickly communicates the final decision to the backup sites, before it sends the final decision to the participants. When blocking occurs, the participant sites can terminate the transaction by consulting a backup site of the coordinator. The BC protocol resolves the blocking in most of the coordinator site failures without involving an expensive communication cycle as in 3PC. The simulation experiments indicate that the throughput performance of BC is close to 2PC.     

Adaptive leases: a strong consistency mechanism for the World Wide Web

We argue that weak cache consistency mechanisms supported by existing Web proxy caches must be augmented by strong consistency mechanisms to support the growing diversity in application requirements. Existing strong consistency mechanisms are not appealing for Web environments due to their large state space or control message overhead. We focus on the lease approach that balances these trade-offs and present analytical models and policies for determining the optimal lease duration. We present extensions to the HTTP protocol to incorporate leases and then implement our techniques in the Squid proxy cache and the Apache Web server. Our experimental evaluation of the leases approach shows that: 1) our techniques impose modest overheads even for long leases (a lease duration of 1 hour requires state to be maintained for 1030 leases and imposes an per-object overhead of a control message every 33 minutes), 2) leases yields a 138-425 percent improvement over existing strong consistency mechanisms, and 3) the implementation overhead of leases is comparable to existing weak consistency mechanisms.     

一种新的分布事务处理模型与协议

本文提出了一种适合于当前网络环境客户机／服务器应用方式下的分布事务处理模型及基于远程过程调用（ＲＰＣ）的实现协议。分析与实验表明它不仅满足客户机／服务器 应用的具体特点与要求，而且可以克服各种两段式提交协议中由于协调者故障造成的阻塞，同时避免了三段式提交等协议为解决阻塞而引起的开销过大、实现复杂等问题。     

ZigBee技术在工业监控网络中的应用

介绍了ZigBee技术及其特点,对ZigBee网络结构进行了分析,利用CC2430设计了一种基于ZigBee技术的工业监控网络系统。详细地介绍了系统各节点的硬件设计,基于MSSTATE_LRWPAN协议栈节点的应用程序设计,设计了PC机与协调器节点间的通信协议,最后给出了网络系统的测试结果。     

基于数据预处理的ZigBee协议物联网组网技术研究

面对利用ZigBee协议构建大规模物联网时存在诸多如路由开销、参数选择、网络性能等方面的问题,本文选择绕过底层多区域物联网的组建,利用云平台构建逻辑上的大规模物联网.同时针对物联网中应用种类和数量较多而ZigBee协议数据传输能力有限的问题,提出了在ZigBee协调器节点进行数据过滤和融合的预处理操作.     

支持复杂事务模式的Web应用服务器复制机制

当前普遍采用的复制技术和事务处理技术都无法满足应用的End-to-End可靠性需求,前者通过前向错误恢复来保证应用操作的存活性,后者通过后向错误恢复来保证应用数据的安全性.如何融合这两种技术以实现End-to-End可靠性保证,成为目前研究的热点问题.然而,已有的方法都是基于简单事务模式的假设,即只有中间层应用服务器上的容器发起事务,而很少考虑应用中普遍存在的复杂事务模式,如客户事务和嵌套事务.为了解决这个问题,首先识别出了几种典型的事务模式.针对这些事务模式,基于状态同步点概念提出了一种能够统一提供End-to-End可靠性保证的Web应用服务器复制机制RSCTP(replication scheme for complex transaction pattern).RSCTP机制采取primary-backup方式来复制EJB组件以保证业务逻辑的高可用性,同时采取primary-backup方式复制事务协调者来消除分布式事务处理中两阶段提交协议可能出现的阻塞问题.通过在不同事务模式下的失效分析,说明了该机制的有效性.已经实现了RSCTP机制并集成到了遵循J2EE规范的Web应用服务器OnceAS中.性能评价显示,该机制带来的系统开销较小.     

Protocol considerations for a prefix-caching proxy for multimedia streams

The increasing popularity of multimedia streaming applications introduces new challenges in content distribution. Web-initiated multimedia streams typically experience high start-up delay, due to large protocol overheads and the poor delay, throughput, and loss properties of the Internet. Internet service providers can improve performance by caching the initial segment (the prefix) of popular streams at proxies near the requesting clients. The proxy can initiate transmission to the client while simultaneously requesting the remainder of the stream from the server. This paper analyzes the challenges of realizing a prefix-caching service in the context of the IETF's Real-Time Streaming Protocol (RTSP), a multimedia streaming protocol that derives from HTTP. We describe how to exploit existing RTSP features, such as the Range header, and how to avoid several round-trip delays by caching protocol information at the proxy. Based on our experiences, we propose extensions to RTSP that would ease the development of new multimedia proxy services. In addition, we discuss how caching the partial contents of multimedia streams introduces new challenges in cache coherency and feedback control. Then, we briefly present our preliminary implementation of prefix caching on a Linux-based PC, and describe how the proxy interoperates with the RealNetworks server and client.     

基于联盟链的跨域认证方案

针对传统跨域认证易单点失效、过度依赖第三方等安全问题,提出了一种结合基于身份的密码（IBC,identity-based cryptography）体制与联盟链的跨域认证方案。通过设计包括实体层、代理层、区块链层、存储层在内的分层跨域认证架构,在跨域认证场景中引入联盟链,从而能够使两者较好地融合,增加了联盟链在跨域认证场景中的适应性。在存储层,设计摘要数据格式,将其存储于链上,摘要数据对应的完整数据存储于链下的星际文件系统,从而形成一种安全可靠的链上链下分布式存储方案,解决引入区块链后存在的链上存储受到限制的问题。提出一种基于永久自主权身份和临时身份的身份管理方案,解决结合IBC体制后身份难以注销和匿名身份难以监管的问题。在此基础上,设计完整的跨域全认证、重认证以及密钥协商协议以实现跨域认证流程。在安全性方面,使用 SVO 逻辑对认证协议进行分析,证明了跨域认证协议的安全性。通过仿真对计算负载性能、通信负载以及联盟链性能进行了测试与分析。分析表明,与相关方案相比,协议在满足安全性的同时,在服务端和用户端均有较好的计算负载表现。在通信效率上,相较于其他方案有不错的表现。通过联盟链工具对链上读写时延进行了测试,结果表明所提方案有良好的可用性。     

A practical (t, n) threshold proxy signature scheme based on the RSA cryptosystem

In a (t, n) threshold proxy signature scheme, the original signer delegates the power of signing messages to a designated proxy group of n members. Any t or more proxy signers of the group can cooperatively issue a proxy signature on behalf of the original signer, but (t - 1) or less proxy signers cannot. Previously, all of the proposed threshold proxy signature schemes have been based on the discrete logarithm problem and do not satisfy all proxy requirements. In this paper, we propose a practical, efficient, and secure (t, n) threshold proxy signature scheme based on the RSA cryptosystem. Our scheme satisfies all proxy requirements and uses only a simple Lagrange formula to share the proxy signature key. Furthermore, our scheme requires only 5 percent of the computational overhead and 8 percent of the communicational overhead required in Kim's scheme.     

The Performance of Two Phase Commit Protocols in the Presence of Site Failures

The two phase commit is an important protocol in distributed database systems. Much of the existing literature on the protocol is restricted to discussing and analyzing the protocol (and its variants) in the absence of failures. Very little, especially in quantitative terms, has been written about its performance in the presence of site failures. In this study, we use a simulation testbed of a distributed database system to quantify the differences in the performances of four widely known variants of the 2PC protocols (the generic 2PC, presumed commit, presumed abort, and early prepare). Our study covers both the no-failure case and the case of site failures. We present a number of interesting results based on our experiments. One is that the performance of these protocols is highly dependent on the message-processing latency at the transaction coordinator site. Another is that the presumed abort protocol does not necessarily yield better performance in the presence of site failures.