基于扩展π演算的分布式事务故障检测模型

发布时间：2021-11-09 12:01

　　随着大数据和网络技术的发展，分布式事务逐渐成为当前数据处理的主流模式。在分布式事务的研究中，如何避免由于网络延迟和站点故障引起的事务阻塞，并且有效区分这两种故障成为人们研究的热点问题。在分布式事务故障检测与区分问题上，本文提出一种层次化检测模型，它具有贴近实际网络拓扑结构、探测路径清晰和探测报文数量较少等优点。该模型在原有模型的基础之上增加了辅助协调者的概念，一方面可以有效解决协调者通信负载过大的问题，缩短各个子事务并行处理的时间；另一方面通过对故障的探测和区分，可以减少因失效造成的无谓的事务提交，增强了协议的可靠性和可用性。针对分布式事务的特点，本文选用DπF演算作为建模语言，并对DπF进行扩展，加入了表示时钟的算子。扩展后的DπF演算可以直观地描述分布式事务故障中节点失效、链路失效和进程迁移的情形，最后通过互模拟理论对这两类故障进行区分验证。从形式化的角度来分析分布式事务故障的各种表现和特性，可以帮助设计者完善和优化系统，开发分布式故障检测器，同时对研究容错恢复技术构建可靠的分布式数据库具有重要的意义。 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
提要
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 问题的提出
        1.1.2 研究意义
    1.2 研究现状
    1.3 本文的主要工作
    1.4 本文的结构安排
第2章 相关理论介绍
    2.1 分布式事务理论简介
        2.1.1 分布式事务的特征
        2.1.2 分布式事务故障类型
        2.1.3 两阶段提交协议
    2.2 DΠF 演算基础理论
        2.2.1 DΠF 演算的基本语法
        2.2.2 DΠF 演算的反应规则
    2.3 互模拟等价性理论
        2.3.1 强互模拟等价
        2.3.2 弱互模拟等价
        2.3.3 观察同余
    2.4 小结
第3章 基于 TIMER-DΠF 演算的分布式事务故障分析与建模
    3.1 分布式事务计算环境的形式化分析
        3.1.1 链路集合
        3.1.2 网络结构的更新
        3.1.3 网络的一致性视图
        3.1.4 分布式进程
    3.2 DΠF 的扩展
    3.3 分布式事务故障检测模型
        3.3.1 故障模型的提出
        3.3.2 协调者层故障检测过程
        3.3.3 参与者层故障检测过程
    3.4 形式化模型的建立
        3.4.1 协调者层故障模型的形式化
        3.4.2 参与者层故障模型的形式化
    3.5 互模拟等价性的证明
        3.5.1 基本定理
        3.5.2 等价性证明
    3.6 小结
第4章 故障检测模型的验证
    4.1 MWB 介绍
        4.1.1 MWB 概述
        4.1.2 MWB 常用命令解析
        4.1.3 MWB 报错信息解析
    4.2 建模与验证
        4.2.1 建模
        4.2.2 死锁验证
        4.2.3 执行步骤验证
        4.2.4 等价性验证
        4.2.5 实验结果分析
    4.3 小结
第5章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 研究展望
参考文献
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于自适应心跳算法的分布式系统故障检测器[J]. 王明,张春熹,伊小素.  北京航空航天大学学报. 2013(07)
[2]一种扩充的π-演算及事务性等价关系研究[J]. 袁敏,黄志球,曹子宁,肖芳雄.  计算机研究与发展. 2010(03)
[3]通信系统演算CCS与自动验证工具MWB[J]. 李元,李祥.  通信技术. 2005(S1)

博士论文
[1]面向可信计算的分布式故障检测系统研究[D]. 卢华玮.重庆大学 2012
[2]分布式系统故障检测的关键技术研究[D]. 董剑.哈尔滨工业大学 2007
[3]分布式系统形式化建模技术研究[D]. 郑红.中国科学院研究生院（软件研究所） 2003

硕士论文
[1]基于异步π-演算的两阶段提交协议的形式化描述和验证[D]. 张帆.国防科学技术大学 2006
[2]异步分布式系统中故障检测器的设计与实现[D]. 王良明.厦门大学 2005



本文编号：3485295