基于Paxos算法的TDCS/CTC数据分布式存储的一致性研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:suibianyidianyaoshi
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TDCS/CTC(Train Operation Dispatching Command System/Centralized Traffic Control,列车调度指挥系统/调度集中系统)系统数据在列车安全运行中担任着重要角色,工作人员通过对系统数据的分析和统计,为故障分析、场景再现提供方便、可靠的依据。但是,现有的数据存储技术仍然停留在双机冗余和磁盘阵列技术之上,因此存在容错能力差、磁盘损坏无法恢复,且数据会随着存储介质的损坏而变异等缺陷,导致备份数据的一致性差、数据的可靠性低。针对上述弊端,提出将分布式存储系统与Paxos算法结合对TDCS/CTC系统数据进行存储备份的研究。首先,在分析TDCS/CTC系统硬件的组成以及TDCS/CTC数据类型的基础上,指出现有存储技术的不足,提出利用分布式存储系统对数据进行存储备份,提高数据的可用性和可靠性。其次,深入研究分布式存储系统的优缺点,提出数据的一致性是分布式存储系统的关键属性,以CAP理论为选用算法依据,选定Paxos算法作为保证数据一致性的关键算法,并将其优化以减小算法的通信量。再次,将分布式存储系统和Paxos算法相结合,建立基于Paxos算法TDCS/CTC数据分布式存储的模型。先利用Paxos算法选举出主节点,再由主节点负责对客户端数据的交互工作,将数据分布式存储备份于各个副本节点,并建立节点的故障检测机制,防止节点的故障影响到系统的正常工作。最后,对主节点和副本节点的数进行的一致性检测。本文通过两种方法对一致性进行检测,分别是传统法和累积摘要值的一致性检测方法。通过实验对比得出,二者均能检测出数据是否一致,但是累积摘要值的一致性检测方法能以更小的耗时检测出数据的一致性。
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