| 【中文题名】 | 分布式网络互斥锁的设计与实现 |
| 【英文题名】 | |
| 【学科专业】 | 计算机系统结构 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2005-9-23 |
| 【中关键词】 | 分布式并行文件系统,网络互斥锁,一致性,优先权,队列, |
| 【英关键词】 | distributed and parallel file system,network mutual exclusion lock,coherence,priority, queue, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>计算技术、计算机技术>计算机的应用>计算机网络> |
| 【论文摘要】 | 随着计算机网络的快速发展,分布式应用逐渐成为主流。传统的集中式服务器系统因其固有的,诸如单一故障点、可扩展性差等缺点,越来越制约着网络业务向多元化方向发展,人们也慢慢地转向使用分布式服务器系统。使用分布式系统的好处很多,例如可以实现资源共享、提高系统可靠性、降低商业成本等等。为了满足众多信息服务提供商对高性能、高性价比、高可扩展性的分布式并行服务器系统的需求,我们基于Linux 内核开发了具有自主知识产权的分布式并行文件系统DPFS。DPFS 是一种面向服务器的分布式并行文件系统,在其基础上可以构建分布式并行服务器系统,典型应用就是宽带视频点播(BOD)服务器系统。
本文首先讨论了在分布式文件系统设计时面临的几个重要问题,然后给出了DPFS 的总体结构,并介绍了各模块的功能特点。最后重点描述了基于PQ-RW算法的网络互斥锁的设计与实现,包括下面主要内容:DPFS 读写一致性问题、几种典型的互斥算法的分析比较、PQ-RW 算法的描述和实现、网路互斥锁的实现、性能测试和分析。
PQ-RW 算法是一种基于优先权队列的具有读写特性的分布式互斥算法。基于该算法实现的网络互斥锁,是DPFS 用来对各个服务器节点中... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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ABSTRACT |
5-9 |
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第一章 引言 |
9-11 |
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第二章 分布式文件系统概述 |
11-20 |
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2.1 分布式文件系统设计中面临的问题 |
11-15 |
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2.1.1 透明性 |
11-13 |
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2.2.2 名字解析 |
13 |
|
2.2.3 Cache 管理 |
13-14 |
|
2.2.4 高可用性 |
14 |
|
2.2.5 可扩展能力 |
14-15 |
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2.2 几种著名的分布式文件系统 |
15-19 |
|
2.2.1 NFS |
15-16 |
|
2.2.2 AFS |
16-17 |
|
2.2.3 Coda |
17-19 |
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2.3 本章小结 |
19-20 |
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第三章 DPFS 总体结构 |
20-29 |
|
3.1 系统实现目标 |
20-21 |
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3.2 DPFS 逻辑结构 |
21-25 |
|
3.2.1 接口层 |
22-23 |
|
3.2.2 逻辑层 |
23-24 |
|
3.2.2.1 目录缓存模块 |
23 |
|
3.2.2.2 副本管理模块 |
23 |
|
3.2.2.3 副本表 |
23-24 |
|
3.2.2.4 日志模块 |
24 |
|
3.2.2.5 NFS 管理模块 |
24 |
|
3.2.3 支撑层 |
24-25 |
|
3.2.3.1 节点管理器模块 |
24-25 |
|
3.2.3.2 分布式通信模块 |
25 |
|
3.3 外部接口 |
25-28 |
|
3.3.1 内核函数接口 |
26-27 |
|
3.3.2 系统调用接口 |
27-28 |
|
3.3.3 用户命令 |
28 |
|
3.4 本章小结 |
28-29 |
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第四章 网络互斥锁的设计与实现 |
29-70 |
|
4.1 DPFS 读写一致性问题 |
29-31 |
|
4.2 几种典型的互斥算法 |
31-39 |
|
4.2.1 集中式算法 |
31-33 |
|
4.2.1.1 算法原理 |
31-32 |
|
4.2.1.2 算法评价 |
32-33 |
|
4.2.2 令牌环算法 |
33-34 |
|
4.2.2.1 算法原理 |
33-34 |
|
4.2.2.2 算法评价 |
34 |
|
4.2.3 Lamport 算法 |
34-36 |
|
4.2.3.1 算法原理 |
34-36 |
|
4.2.3.2 算法评价 |
36 |
|
4.2.4 R-A 算法 |
36-38 |
|
4.2.4.1 算法原理 |
37-38 |
|
4.3.4.2 算法评价 |
38 |
|
4.2.5 三类算法的比较 |
38-39 |
|
4.3 PQ-RW 算法 |
39-49 |
|
4.3.1 算法的提出 |
39 |
|
4.3.2 读写锁策略 |
39-40 |
|
4.3.3 优先权规则 |
40-41 |
|
4.3.4 优先权判定 |
41-42 |
|
4.3.5 算法实现 |
42-49 |
|
4.3.5.1 重要定义 |
42-43 |
|
4.3.5.2 算法描述 |
43-48 |
|
4.3.5.3 进程的状态转换 |
48-49 |
|
4.3.5.4 算法的比较和评价 |
49 |
|
4.4 基于PQ-RW 算法的网络互斥锁的实现 |
49-61 |
|
4.4.1 重要数据结构定义 |
49-54 |
|
4.4.2 重要函数逻辑 |
54-59 |
|
4.4.3 外部接口函数定义 |
59-60 |
|
4.4.4 加/解锁原语 |
60-61 |
|
4.5 异常情况处理 |
61-63 |
|
4.6 性能测试 |
63-65 |
|
4.7 性能分析 |
65-69 |
|
4.7.1 消息复杂度 |
65-67 |
|
4.7.2 节点失效容错能力 |
67-68 |
|
4.7.3 通信可靠性能要求 |
68-69 |
|
4.8 本章小结 |
69-70 |
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第五章 结束语 |
70-71 |
|
参考文献 |
71-73 |
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致谢 |
73-74 |
|
个人简历 |
74 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.371260 |