Способ репликации информации в распределенных базах данных с конкурентным распределением потоков

Авторы патента:

G06F12/00 - Выборка, адресация или распределение данных в системах или архитектурах памяти (хранение информации как таковое G11)

Владельцы патента RU 2510623:

Государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) (RU)

Изобретение относится к информационным технологиям, в частности к методам и средствам обеспечения информационного обмена между узлами распределенной компьютерной системы. Техническим результатом является повышение скорости выполнения репликации в распределенных базах данных за счет влияния на распределение потоков данных, распространяемых по узлам распределенных баз данных. Раскрыт способ репликации информации в распределенных базах данных с конкурентным распределением потоков, заключающийся в том, что в процессе обмена реплицируемыми данными между узлами распределенной базы данных формируют обменные файлы, которые пересылают между узлами распределенной базы данных, отличающийся тем, что на основе параметров обменных файлов и информации о доступных сетевых ресурсах вычисляют вариант распределения потоков обменных файлов на коммуникационных устройствах, передают информацию о варианте распределения потоков обменных файлов, в виде управляющего сигнала, на входы коммуникационных устройств, вычисляют при помощи коммуникационных устройств на основе распределенного алгоритма маршруты передачи обменных файлов, передают обменные файлы по определенным маршрутам. 3 ил.

В настоящее время все более востребованными становятся распределенные базы данных (РБД), однако высокие темпы развития технологий вызывают постоянный рост требований к скорости обслуживания трафика, генерируемого узлами РБД. Одна из основных проблем при этом - сохранение непротиворечивости копий баз данных в узлах РБД. Следовательно, обновления данных должны расходиться по узлам РБД как можно быстрее. Существующие в настоящий момент способы репликации не учитывают возможности влияния РБД на телекоммуникационную систему с целью увеличения скорости выполнения репликации.

Известен способ динамического распределения сетевых ресурсов (патент США №0226249 от 13.10.2005 года "Способ и система для динамического распределения сетевых ресурсов"), заключающийся в том, что на основе оценочной функции вычисляются требования по пропускной способности для различных видов трафика. В результате влияния на порядок и глубину очереди достигается более эффективное распределение сетевых ресурсов. Основными недостатком аналога является отсутствие возможности распределения потоков по различным маршрутам (что может оказывать существенное влияние на скорость распространения потоков и надежность функционирования системы в целом).

Наиболее близким по технической сущности и выполняемым функциям аналогом (прототипом) к заявляемому является способ репликации информации в распределенных базах данных (патент №2315349 от 12.07.2006 года "Способ репликации информации в распределенных базах данных и система его осуществления"), заключающийся в том, что в процессе обмена реплицируемыми данными между узлами РБД формируют обменные файлы, которые помещают в хранилища обменных файлов каждого из узлов РБД, выполненных с возможностью хранения и выборки обменных файлов, проверки корректности содержащихся в них данных, формирования и выполнения запросов на замену некорректных данных. Проводят пересылку обменных файлов между узлами РБД, проверяют корректность принятых файлов и в случае их некорректности обеспечивают повторную пересылку обменных файлов из хранилища. Далее данные из принятых файлов передают в промежуточную БД, проверяют ссылочную целостность данных в промежуточной БД и при отрицательном результате проверки формируют запрос на замену данных и обеспечивают замену некорректных данных, повторно осуществляют указанную проверку и при положительном результате передают данные в основную БД. Для проверки корректности выполненной репликации формируют хэш-суммы соответствующих записей.

Недостатком способа-прототипа является отсутствие возможности влияния на распределение сетевых ресурсов со стороны узлов распределенной базы данных для потоков данных при передаче обменных файлов между узлами распределенной системы, что ограничивает потенциальные возможности процесса репликации в распределенных базах данных с точки зрения скорости выполнения репликации.

Задачей изобретения является разработка способа репликации информации в распределенных базах данных с конкурентным распределением потоков, позволяющего ускорить процесс репликации за счет влияния на распределение потоков данных, распространяемых по узлам РБД.

Эта задача решается тем, что способ репликации информации в распределенных базах данных с конкурентным распределением потоков, заключающийся в том, что в процессе обмена реплицируемыми данными между узлами распределенной базы данных формируют обменные файлы, которые пересылают между узлами РБД, согласно изобретению дополнен следующей последовательностью операций:

- сбор и обработка информации о сетевых ресурсах;

- определение требований к сетевым ресурсам на основе сформированных обменных файлов;

- вычисление варианта распределения потоков обменных файлов по сетевым ресурсам;

- передача управляющей информации на коммуникационное оборудование.

При этом сбор и обработка информации о сетевых ресурсах проводится в течение всего времени функционирования РБД. Требования к сетевым ресурсам и вариант распределения потоков обменных файлов по сетевым ресурсам определяются непосредственно перед выполнением репликации. Информация о варианте распределения потоков, в виде управляющего сигнала, поступает на входы смежных коммуникационных устройств. На основе полученного управляющего сигнала коммуникационное оборудование распределяет поступающие от узлов обменные файлы по различным маршрутам. Вычисления осуществляются на основе распределенного алгоритма.

Перечисленная совокупность существенных признаков позволяет решить задачу изобретения за счет того, что обменные файлы распространяются между узлами РБД с учетом оптимального варианта распределения потоков, вычисленного на основе данных о ресурсах сети и требований к сетевым ресурсам. В результате увеличивается скорость выполнения полной репликации.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественных всем признакам заявленного способа репликации, отсутствуют. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "новизна".

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного способа, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на решение задачи изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Заявленное изобретение поясняется чертежами, на которых:

на фиг.1 - структурная схема системы репликации;

на фиг.2 - сравнение результатов имитационного моделирования для способа-прототипа и предлагаемого способа;

на фиг.3 - обобщенный алгоритм вычисления варианта распределения потоков обменных файлов.

Реализация заявленного способа заключается в следующем. Способ состоит в выполнении процесса репликации в РБД. Каждый из узлов (14, 24…N) состоит из части распределенной базы данных (10, 20, …С), управление которой осуществляет сервер управления распределенной базой данных (11, 21, 31…B) и блока оптимизации распределения потоков данных (12, 22, 32…A), который осуществляет взаимодействие с коммуникационным оборудованием (13, 23, 33…K). Принцип работы блока оптимизации распределения потоков данных (12, 22, 32…K) заключается в сборе данных о доступных сетевых ресурсах и вычислении на основе данных об обменных файлах и предоставляемых сетевых ресурсах варианта распределения потоков данных по сети, позволяющего увеличить скорость выполнения репликации. Управляющий сигнал, содержащий информацию о распределении потоков данных, передается на коммуникационное оборудование (13, 23, 33…K), где используется для распределения поступающих обменных файлов по сети.

Таким образом, основные этапы процесса репликации состоят в:

- обработке информации о сетевых ресурсах;

- формировке обменных файлов и определении требований к сетевым ресурсам;

- вычислении варианта распределения потоков обменных файлов по сетевым ресурсам;

- передаче управляющей информации на коммуникационное оборудование;

- передаче обменных файлов на коммуникационное оборудование.

Правомерность теоретических предпосылок проверялась с помощью имитационных моделей системы-прототипа и системы, реализующей заявленный способ репликации информации в распределенных базах данных с конкурентным распределением потоков. Моделирование выполнялось в рамках теории массового обслуживания на базе языка моделирования GPSS. Эксперимент проводился в программной среде GPSS World при следующих условиях:

1) количество узлов РБД n=150;

2) загрузка узла РБД обработкой запросов на обновление A_u=0,2, где A_u=λ_u·τ_u, при этом λ_u - интенсивность поступления запросов на обновление, а τ_u - среднее время обработки запросов на обновление;

3) загрузка узла РБД обработкой поисковых запросов A_q=0,005, где A_q=λ_q·τ_q, при этом λ_q - интенсивность поступления поисковых запросов, а τ_q - среднее время обработки поисковых запросов;

4) соотношение между затратами времени на обработку поискового запроса и запроса на обновление γ=2.

Сравнение результатов эксперимента, приведенное на фиг.2, показывает, что применение предлагаемого способа дает выигрыш по скорости выполнения репликации при равных условиях на 7-12,5% (в зависимости от доли реплицируемой части распределенной базы данных) по сравнению со способом-прототипом.

Промышленная применимость изобретения обусловлена тем, что устройство, реализующее предложенный способ, может быть осуществлено с помощью современной элементной базы, с достижением указанного в изобретении назначения.

Способ репликации информации в распределенных базах данных с конкурентным распределением потоков, заключающийся в том, что в процессе обмена реплицируемыми данными между узлами распределенной базы данных формируют обменные файлы, которые пересылают между узлами распределенной базы данных, отличающийся тем, что на основе параметров обменных файлов и информации о доступных сетевых ресурсах вычисляют вариант распределения потоков обменных файлов на коммуникационных устройствах, передают информацию о варианте распределения потоков обменных файлов, в виде управляющего сигнала, на входы коммуникационных устройств, вычисляют при помощи коммуникационных устройств на основе распределенного алгоритма маршруты передачи обменных файлов, передают обменные файлы по определенным маршрутам.

Изобретение относится к устройству обработки информации, на которое может быть установлена совокупность приложений и которое может обобществлять мандат пользователя среди приложений, и к способу управления для устройства обработки информации.

Аппаратный интерфейс для обеспечения возможности прямого доступа и совместного использования оценки безопасности // 2502200

Изобретение относится к средствам обеспечения возможности прямого доступа и совместного использования оценки безопасности. Технический результат заключается в повышении защищенности сети предприятия.

Совместная авторская подготовка документа // 2501077

Изобретение относится, в общем, к компьютерной технике и, более конкретно, к компьютерно-реализуемой совместной авторской подготовке документов. Техническим результатом является уменьшение задержек и конфликтов редактирования при подготовке документов несколькими пользователями.

Распределенное хранение восстанавливаемых данных // 2501072

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в увеличении надежности хранения данных.

Механизм запроса поздней блокировки для пропуска аппаратной блокировки (hle) // 2501071

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в обеспечении достоверности данных.

Способ шифрования карты памяти и сборка для его осуществления // 2494447

Изобретение относится к области защиты цифровых данных в портативном устройстве хранения данных. Техническим результатом является обеспечение защиты данных.

Устройство детектирования и корректирования ошибок с функцией самотестирования памяти // 2490696

Изобретение относится к области вычислительной техники, а именно к микропроцессорным системам с кэш-памятью, блоками обнаружения и коррекции ошибок и встроенным блоком самотестирования.

Автоматизированная система поддержки законотворческой деятельности // 2486582

Изобретение относится к области автоматизированных систем поддержки законотворческой деятельности. .

Устройство обработки информации и способ управления для него // 2482536

Изобретение относится к устройствам обработки информации. .

Способы и устройства для упреждающего управления памятью // 2482535

Изобретение относится к управлению компьютерной памятью. .

Обработка транзакций для действий с побочным эффектом в транзакционной памяти // 2510977

Изобретение относится к области многопроцессорных систем с совместно используемой памятью. Техническим результатом является повышение эффективности управления атомарной транзакцией, имеющей действие с побочным эффектом. Система обработки включает в себя транзакционную память, первый и второй диспетчеры ресурсов и диспетчер транзакции для параллельной программы, имеющей поток, включающий в себя атомарную транзакцию, имеющую действие с побочным эффектом. Первый диспетчер ресурса выполнен с возможностью быть внесенным в атомарную транзакцию и управлять ресурсом, относящимся к действию с побочным эффектом. Второй диспетчер ресурса выполнен с возможностью быть внесенным в атомарную транзакцию и управлять транзакционной памятью. Диспетчер транзакции связан с первым и вторым диспетчерами ресурсов, и диспетчер выполнен с возможностью принимать голоса от первого и второго диспетчеров ресурсов относительно фиксации транзакции. Действие с побочным эффектом отсрочивается до тех пор, пока транзакция не зафиксируется или пока не будет применена с компенсирующим действием для действия с побочным эффектом. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

Носитель записи, устройство воспроизведения и интегральная схема // 2523178

Изобретение относится к области техники, соответствующей технологии воспроизведения 3D видеоизображения и 2D видеоизображения. Техническим результатом является уменьшение объема буфера, который требуется предоставлять во время стереоскопического воспроизведения. Носитель записи обеспечивает возможность соединения без стыков между предшествующими элементами воспроизведения, которые представляют собой потоковые данные, расположенные перед длинным переходом и последующими элементами воспроизведения, которые представляют собой потоковые данные, расположенные после длинного перехода. Поток с перемежением включает в себя поток общего вида для воспроизведения 2D видеоизображения и поток подвида для воспроизведения 3D видеоизображения в комбинации с потоком общего вида. Блок Ln2D, предназначенный для 2D воспроизведения, расположен так, что он следует после блока 3D протяженности, в которой блок данных карты глубины, блок данных правой точки обзора и блок данных левой точки обзора расположены с перемежением. Блок 3D протяженности, включающий в себя блок L3ss, предназначенный для 3D воспроизведения, расположен между блоком Ln2D и точкой LB длинного перехода. Блок Ln2D и блок L3ss являются идентичными по содержанию. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 104 ил.

Способ кодирования и исполнения контекстно-зависимой программы мультиклеточным процессором, мультиклеточный процессор, клетка и коммутационное устройство мультиклеточного процессора для осуществления способа // 2530690

Заявляемая группа изобретений относится к вычислительной технике и может быть использована при построении высокопроизводительных и энергоэффективных параллельных вычислительных систем. Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая группа изобретений, является повышение производительности и снижение энергопотребления вычислительной системой. Указанный результат достигается тем, что при использовании более гибких условий приостановки выборки и декодирования команд появляется возможность в ряде случаев продолжать выборку и декодирование команд следующего параграфа, несмотря на наличие незавершенных процессов предыдущего параграфа. Так, если после записи в буферное устройство команды с признаком «конец параграфа», ранее выбранные команды, формирующие новые значения регистров в блоке регистров общего назначения, не выполнены, то можно продолжать выборку и декодирование команд следующего параграфа, например команд чтения, у которых адрес чтения задан непосредственно в команде. Возможность даже частичного выполнения команд нового параграфа одновременно с выполнением команд предыдущего позволяет увеличить производительность вычислительной системы. 4 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл.

Система и способ для процессирования мультимедийных сообщений // 2533452

Настоящее изобретение относится к области телекоммуникаций, в частности к системе и способу процессирования мультимедийных сообщений (MMS). Технический результат заключается в повышении общей производительности MMS- системы в моменты пиковых нагрузок импульсного характера. Технический результат достигается за счет системы, которая содержит: первый и второй блоки хранения данных, предназначенные для хранения данных мультимедийных сообщений; первый блок управления, предназначенный для управления сохранением данных мультимедийных сообщений, полученных извне системы, на первый блок хранения данных и получением данных с первого блока хранения данных; и второй блок управления, предназначенный для управления записью данных мультимедийных сообщений, хранящихся на первом блоке хранения данных, на второй блок хранения данных в соответствии с текущей производительностью второго блока хранения данных. Настоящее изобретение позволяет повысить производительность системы процессирования мультимедийных сообщений, снизить затраты на формирование сервера MMS-системы и гарантировать устойчивую работу систем MMS-системы. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 9 ил.

Способ и устройство поиска составного образца в последовательности // 2549525

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей за счет модернизации связей ячеек характеристической матрицы и ввода дополнительных элементов в характеристическую матрицу. Способ поиска составного образца в анализируемой последовательности, отличающийся совмещением параллельной побитовой обработки элементов в составе диагоналей характеристической матрицы, длина которых равна длине составного образца в анализируемой последовательности, с построчным вычислением стартовых значений поисковых ячеек характеристической матрицы, что позволяет учесть позиционно нерегулярное расположение символов составного образца в анализируемой последовательности и соединить в один поисковый объект позиционно нерегулярные расположения символов составного образца в анализируемой последовательности. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

Информационно-аналитическая система обработки запросов граждан // 2554553

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к информационным системам взаимодействия общества с органами власти по проблемным социально-значимым вопросам, обработки обращений граждан и получения гражданами официального ответа. Техническим результатом является повышение быстродействия обработки запросов и быстродействия информационного обмена. Система содержит подсистему обработки официальных обращений и связанную с ней подсистему взаимодействия с пользователями-гражданами. Подсистема обработки официальных обращений включает в себя: блок интерфейса пользователя, блок обмена данными, блок обработки обращений, блок хранения данных обращений граждан, блок защиты информации, блок сбора статистики, блок хранения статистической информации об обращениях граждан, блок контроля обработки обращений, блок хранения персональных данных пользователей. Подсистема взаимодействия с пользователями-гражданами включает в себя: блок интерфейса пользователя, блок приема общественных данных и визуализации общественных данных, блок обработки общественных данных, блок хранения общественных данных, блок формирования официального обращения. 1 ил.

Корректность без зависимости от упорядоченности // 2560786

Изобретение относится к способу, системе и компьютерному носителю данных для поддержания корректности в системе хранения. Технический результат заключается в повышении надежности хранения данных. В способе осуществляют получение одной или более индикаций объектов, которые вовлечены в транзакцию, определение местоположения первого набора местоположений хранения хранилища для вовлеченных в транзакцию объектов, создание логических копий этих объектов, модифицированных в контексте транзакции, определение второго набора местоположений хранения хранилища для упомянутых логических копий, создание ассоциации, которая связывает логические копии объектов в элементарном блоке, и посылку одного или более запросов записать ассоциацию и логические копии в хранилище, в то же время поддерживая оригиналы этих объектов в хранилище, и выполнение, после отказа, операции восстановления, содержащей определение, находится ли копия всех упомянутых объектов как модифицированных в контексте транзакции в хранилище, и отклонение модификаций для упомянутой копии всех объектов в хранилище, которые модифицированы в контексте транзакции, когда определено, что копия объекта, соответствующая одному из объектов как модифицированного в контексте транзакции, не находится в хранилище. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Устройство доступа к данным на борту летательного аппарата // 2566939

Настоящее изобретение касается доступа к базам данных на борту летательного аппарата. Объектом изобретения является устройство (100) доступа клиентов (101) к данным на борту летательного аппарата, при этом каждый из клиентов (101) связан с одним бортовым электронным приложением (102). Каждый из пользователей (101) содержит терминал (103), обеспечивающий доступ к данным, хранящимся на сервере, для бортовых электронных приложений (102). Фасад (103) содержит: средства для подписки бортового электронного приложения (102) на абонемент на изменение единицы данных, средства для фильтрации уведомлений, передаваемых сервером данных, в зависимости от абонементов бортового электронного приложения (102), и для предупреждения бортового электронного приложения (102) об изменении единицы данных, на которое оно абонировано. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Расширяемая файловая система // 2574824

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к носителям информации. Технический результат - обеспечение формата расширяемой файловой системы для портативных носителей информации. Компьютерное устройство для реализации формата расширяемой файловой системы, содержащее машиночитаемый носитель информации, на котором сохранены машиноисполняемые компоненты для запоминания данных, связанных с томом, причем машиноисполняемые компоненты содержат: компонент загрузочных параметров макета тома; компонент таблицы размещения файлов макета тома; и по меньшей мере один компонент данных файла макета тома, причем этот компонент данных файла обособлен от таблицы размещения файлов и содержит множество первичных записей каталога и вторичных записей каталога, которые содержат: критическую первичную запись каталога, неопасную первичную запись каталога, и критическую вторичную запись каталога. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 13 ил.

Устройство прямого отображения адресов данных, располагающихся во внешнем последовательном пзу, в адресное пространство микропроцессорного ядра, компьютерная система и способ передачи данных // 2579942

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в снижении требований к объему ОЗУ при возможности отказа от встроенных в микросхему начального микроПЗУ и внутреннего загрузочного ОЗУ. Устройство прямого отображения адресов данных, располагающихся во внешнем последовательном ПЗУ, в адресное пространство микропроцессорного ядра включает в себя регистр считанных данных, регистр адреса и конечный автомат устройства прямого отображения адресов с возможностью осуществления прямого отображения адресов данных, располагающихся во внешнем последовательном ПЗУ, в адресное пространство микропроцессорного ядра, преобразования запросов на чтение со стороны микропроцессорного ядра в последовательность обращений к контроллеру внешнего последовательного ПЗУ и передачи по шине данных последовательности слов данных, считанных из внешнего последовательного ПЗУ, в микропроцессорное ядро. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.