基于分布共享存储的移动设备数据共享技术研究

发布时间：2017-04-13 03:02

  本文关键词：基于分布共享存储的移动设备数据共享技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着性能的不断提高和购买成本的不断下降,移动设备已经充分融入到了人们的工作娱乐当中,并慢慢改变着人们的生活习惯。在日常的使用过程中,人们往往会需要在多个不同的移动设备间共享数据,并对这些数据进行有效的管理。然而,现有的很多工具往往需要人的参与来实现数据的共享与同步,加重了使用者的负担。此外,不同于传统的计算机,移动设备有其固有的特性：移动设备更为灵活,它可以由用户随身携带并随时使用；移动设备受到体积的限制,使得其在性能上还无法和传统计算机相抗衡；现有的电池技术还无法保证移动设备的长时间运行。上述的这些因素,使得传统的数据共享技术难以在移动设备上也表现的令人满意。分布共享存储是一种通过底层的消息传递机制,使得在物理上分离的存储介质能够在逻辑上提供统一的内存访问地址的模型。它屏蔽了底层复杂的消息传递,使得用户在操作共享数据时,无需考虑具体的数据同步过程,从而将用户从管理数据同步的繁重任务中解放出来。为了解决移动设备在数据共享过程中的困难,并尽量降低用户在数据同步过程中的负担,本文着重研究基于分布共享存储的移动设备数据共享技术。具体而言,本文的主要贡献包括：首先,本文给出了移动设备数据共享系统DOMO的设计,它基于分布共享存储,将用户同底层的消息通信相隔离,能够在不同移动设备间实现高效的数据共享与同步。其次,本文将文件的元数据同其具体内容相分离,用一个树形的数据结构来管理与监控共享的文件,并以一组树结点来作为同步的对象,实现了高效的文件管理与监控。利用文件元数据和版本信息,使得移动设备在断连后仍能操作数据,并在重新连接后继续同步。然后,本文引入了逻辑时钟来应对由移动设备组成的分布式系统中存在的异步问题,给出了数据的一致性维护与冲突处理的方法。设计并实现了两种一致性维护策略UAW和UBR以及基于重命名的冲突消解策略。最后,在Android平台上开发并实现了DOMO原型系统,并利用UAW与UBR两种不同的同步策略来对DOMO的性能进行了全面的实验评估。实验验证的结果表明,DOMO具有较好的性能,并能应对网络断连的情况。
【关键词】：移动设备 分布共享存储 数据一致性 数据冲突
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 引言14-19
• 1.1 数据共享14-15
• 1.2 分布共享存储15
• 1.3 移动设备间数据共享的挑战15-17
• 1.4 本文贡献17-18
• 1.5 论文组织18-19
• 第二章 相关工作19-24
• 2.1 客户-服务器模式19-22
• 2.1.1 Coda19-20
• 2.1.2 Hub-and-Spoke20-21
• 2.1.3 Cloud Storage21-22
• 2.2 对等模式22-24
• 2.2.1 Cooperative File System22-23
• 2.2.2 Ivy23-24
• 第三章 DOMO设计概览24-27
• 3.1 总体架构24-26
• 3.2 技术难点26-27
• 第四章 文件及网络管理层27-41
• 4.1 DOMO文件系统27-35
• 4.1.1 Meta Data与Concrete Data27-28
• 4.1.2 文件变化监控28-33
• 4.1.3 文件的组织与维护33-35
• 4.1.4 文件管理模块详细结构35
• 4.2 连接管理35-37
• 4.2.1 Heart Beat36-37
• 4.2.2 断连处理37
• 4.2.3 重连处理37
• 4.3 数据传输37-41
• 4.3.1 共享设备管理37-38
• 4.3.2 数据传输过程38-39
• 4.3.3 消息格式39-41
• 第五章 共享存储管理层41-51
• 5.1 一致性维护41-43
• 5.1.1 Update after write42-43
• 5.1.2 Update before read43
• 5.2 冲突管理43-47
• 5.2.1 冲突检测43-45
• 5.2.2 冲突消解45-46
• 5.2.3 冲突管理模块详细结构46-47
• 5.3 DOMO文件同步流程47-51
• 5.3.1 接收到文件操作指令47-48
• 5.3.2 接收到文件数据48-51
• 第六章 DOMO实验评估51-63
• 6.1 实验环境配置51
• 6.2 实验设计51-53
• 6.2.1 无断连情况52-53
• 6.2.2 有断连情况53
• 6.3 实验结果53-63
• 6.3.1 无断连情况下读写请求比例对系统性能的影响53-57
• 6.3.2 文件数对系统内存空间的影响57
• 6.3.3 有断连情况下断连频率对系统性能的影响57-63
• 第七章 总结与展望63-65
• 7.1 工作总结63
• 7.2 研究展望63-65
• 致谢65-66
• 简历与科研成果66-67
• 参考文献67-70

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