6、分布式哈希表中基于连续时间戳的高效复制管理

分布式哈希表中基于连续时间戳的高效复制管理

一、引言

分布式哈希表（DHTs），如 CAN 和 Chord，为大规模 P2P 系统中的数据定位和查找提供了高效的解决方案。DHTs 通过哈希函数将给定的键 k 映射到对等节点 p，并能高效地查找 p，通常在 O(log n) 路由跳数内完成（n 为对等节点数量）。

然而，DHTs 中对等节点的动态行为是一个显著特点，它们可以随时频繁加入或离开系统。当一个对等节点离线时，其存储的数据将不可用。为了提高数据可用性，大多数基于 DHTs 的应用依赖数据复制，将（键，数据）对存储在多个对等节点上。但由于对等节点的动态行为和并发更新，更新管理变得十分困难。可能存在副本持有者（维护副本的对等节点）未收到更新的情况，因此需要一种机制来高效确定对等节点上的副本是否为最新状态，同时还需为更新操作确定一个总顺序以处理并发更新。

本文提出了一种名为连续时间戳复制管理（CTRM）的新服务，用于高效处理 DHTs 中副本的存储、检索和更新。该服务使用分布式生成的连续时间戳对更新操作进行标记，这些时间戳不仅单调递增，而且连续无间隙。单调递增的特性使应用能够确定更新的总顺序，而连续性则有助于处理错过的更新。通过实验和模拟评估，CTRM 在 DHTs 复制管理中表现出有效性，在更新响应时间开销较低的情况下支持容错数据复制，且数据检索效率高于基准服务，即使在存在对等节点故障的情况下也能正常工作。

二、问题定义

我们的目标是提高 DHTs 中的数据可用性。假设 DHT 的查找服务正常工作，即给定一个键 k，它要么正确找到负责 k 的节点，要么报告错误（如网络分区导致负责节点不可达的情况）。

为提高数据可用