分布式一致性与复制-03

一致性协议描述特定的一致性模型的实现。

根据一个数据是否存在主拷贝，即所有的写操作都被转发到该拷贝，将顺序一致性协议分类。

1、基于主备份的协议

在基于主备份的协议中，数据存储中的每个数据项都有一个关联的主备份，该主备份复制协调X上的写操作。

根据主备份是否被固定在一个服务器上，或将主备份移动到启动写操作的进程那里，可以区分各种基于主备份的协议。

A、基于主备份的远程写协议

       最简单的主备份协议：是写操作、读操作都在单一的远程服务器上执行。这种方法，只有一个备份功能，提高系统的可靠性，但是没有提高性能。

        另外的：必须向一个（固定）住拷贝转发写操作，但是可以在其他可用副本上进行读操作，这种方法称为主机备份协议。primary-backup protocal

主机备份原理：

   a.主备份服务器在其X的本地拷贝上更新，

    b.讲更新转发给其他备份服务器，每个备份服务器也执行这个更新

    c.向主备份服务器发送确认消息。

    d.主备份服务器确认其他副本更新后，向初始进程返回一个确认消息。

这种方法存在潜在的性能问题，启动更新的进程要等待时间较长；实际上这种方法更新是一种阻塞操作的方法实现的。

 

另外可以在主备份更新完毕后，便向初始化进程发起确认，然后再通知其他备份服务器进行更新，即非阻塞的主机备份协议。

非阻塞主机备份协议的问题：容错能力，客户端进程无法确切知道其他服务器是否更新。

一主机备份协议提供了一种实现顺序一致性的直接方法，无论各个进程使用哪个备份服务器进行读操作，所有进程都会以相同顺序看到所有的写操作。

B、本地写协议

  B.1 每个数据X只有一个单一的拷贝，不存在副本。每当一个进程要在某个数据上执行操作时，先将哪个数据的单一拷贝传递到本地进程，然后执行相应操作。

  B. 2 每个数据有多个拷贝，当进程要更新数据项X时，先定位主拷贝，然后将主拷贝移动到自己的位置。优点是多个相继的写操作可以在本地进行（只有使用非阻塞写才可以）

2 复制的写协议

复制写协议中，写操作可以在多个副本上执行。

A、 主动复制

主动复制中，每个副本关联一个进程，该进程执行更新操作，即操作被发送到每个副本。

主动复制的潜在问题：操作需要在各地以相同的顺序执行，因而需要一个全序的多播机制。

B、基于法定数量的协议

基本思路：要求客户在写或读一个复制的数据项签向多个服务器提出请求。

每个副本文件与一个版本号关联，更新后文件与新的版本号相关联。

对于一个N个副本的文件，必须组织Nr个服务器的读团体，Nw个服务器的写团体

条件: Nr+Nw > N  Nw >N/2

第一个条件：防止读写冲突，第二个防止读读冲突。