النسخ (الحوسبة)

الموسوعة الحرة

يشير التكرار في الحوسبة إلى الاحتفاظ بنسخ متعددة من البيانات أو العمليات أو الموارد لضمان الاتساق بين المكونات المتكررة. تشمل هذه التقنية الأساسية قواعد البيانات وأنظمة الملفات والأنظمة الموزعة ، مما يُسهم في تحسين التوافر وتحمل الأعطال وإمكانية الوصول والأداء. [ 1 ] من خلال التكرار، يمكن للأنظمة الاستمرار في العمل عند تعطل المكونات ( التحويل التلقائي )، وتلبية الطلبات من مواقع جغرافية متباعدة، وموازنة الحمل على أجهزة متعددة. يكمن التحدي في الحفاظ على الاتساق بين النسخ مع إدارة المفاضلات الأساسية بين اتساق البيانات وتوافر النظام وتحمل انقطاع الشبكة - وهي قيود تُعرف باسم نظرية CAP . [ 2 ]

مصطلحات

يمكن أن يشير مصطلح النسخ في الحوسبة إلى ما يلي:

  • تكرار البيانات ، حيث يتم تخزين نفس البيانات على أجهزة تخزين متعددة
  • تكرار العمليات الحسابية ، حيث تُنفذ نفس المهمة الحسابية عدة مرات. قد تكون المهام الحسابية كالتالي:
    • يتم تكرارها في الفضاء ، حيث يتم تنفيذ المهام على أجهزة منفصلة
    • يتم تكرارها في الوقت المناسب ، حيث يتم تنفيذ المهام بشكل متكرر على جهاز واحد

غالباً ما يرتبط التكرار في المكان أو في الوقت بخوارزميات الجدولة. [ 3 ]

عادةً ما يكون الوصول إلى الكيان المُستنسخ متماثلاً مع الوصول إلى كيان واحد غير مُستنسخ. وينبغي أن تكون عملية النسخ نفسها شفافة للمستخدم الخارجي. في حالة حدوث عطل، يجب إخفاء عملية تجاوز الفشل بين النسخ قدر الإمكان مع مراعاة جودة الخدمة . [ 4 ]

يصف علماء الحاسوب عملية التكرار بأنها إما:

  • النسخ النشط ، والذي يتم تنفيذه عن طريق معالجة نفس الطلب في كل نسخة.
  • النسخ السلبي ، والذي يتضمن معالجة كل طلب على نسخة واحدة ونقل النتيجة إلى النسخ الأخرى

عندما يتم تعيين نسخة رئيسية واحدة عبر عملية انتخاب قائد لمعالجة جميع الطلبات، يستخدم النظام مخطط النسخ الاحتياطي الرئيسي أو النسخ الاحتياطي الرئيسي ، وهو المخطط السائد في مجموعات التوافر العالي . في المقابل، إذا كان بإمكان أي نسخة معالجة طلب وتوزيع حالة جديدة، يستخدم النظام مخطط النسخ الرئيسية المتعددة أو مخطط النسخ الرئيسية المتعددة . في الحالة الأخيرة، يجب استخدام شكل من أشكال التحكم في التزامن الموزع ، مثل مدير الأقفال الموزع .

يختلف موازنة الأحمال عن تكرار المهام، إذ أنها توزع حملاً من العمليات الحسابية المختلفة على الأجهزة، وتسمح بإيقاف عملية حسابية واحدة في حالة حدوث عطل. مع ذلك، تستخدم موازنة الأحمال أحيانًا تكرار البيانات (وخاصةً التكرار متعدد المصادر ) داخليًا لتوزيع بياناتها بين الأجهزة.

يختلف النسخ الاحتياطي عن النسخ المتماثل في أن النسخة المحفوظة من البيانات تبقى دون تغيير لفترة طويلة. [ 5 ] أما النسخ المتماثلة، فتخضع لتحديثات متكررة وتفقد بسرعة أي حالة تاريخية. يُعد النسخ المتماثل من أقدم وأهم المواضيع في مجال الأنظمة الموزعة .

يتطلب كل من نسخ البيانات ونسخ العمليات معالجة الأحداث الواردة. وتكون عمليات نسخ البيانات سلبية، وتقتصر وظيفتها على صيانة البيانات المخزنة، والرد على طلبات القراءة، وتطبيق التحديثات. أما نسخ العمليات، فيُجرى عادةً لتوفير القدرة على تحمل الأعطال، وتولي زمام العملية في حال تعطل أحد المكونات. وفي كلتا الحالتين، تكمن الحاجة الأساسية في ضمان رؤية النسخ المتماثلة للأحداث نفسها بترتيب متطابق، بحيث تبقى في حالات متسقة، ويتمكن أي منها من الاستجابة للاستعلامات.

نماذج النسخ في الأنظمة الموزعة

توجد ثلاثة نماذج شائعة الاستخدام لتكرار البيانات، ولكل منها خصائصها وأداؤها الخاص:

  • النسخ المتماثل للمعاملات : يُستخدم لنسخ بيانات المعاملات ، مثل قواعد البيانات. ويُعتمد نموذج التسلسل أحادي النسخة ، الذي يُحدد النتائج الصحيحة للمعاملة على البيانات المنسوخة وفقًا لخصائص ACID (الذرية، والاتساق، والعزل، والمتانة) التي تسعى أنظمة المعاملات إلى ضمانها.
  • نسخ آلة الحالة : يفترض أن العملية المنسوخة هي آلة حتمية محدودة، وأن البث الذري لكل حدث ممكن. يعتمد هذا النموذج على الإجماع الموزع ، ويشترك في الكثير مع نموذج النسخ المعاملاتي. يُستخدم هذا النموذج أحيانًا بشكل خاطئ كمرادف للنسخ النشط. عادةً ما يُنفذ نسخ آلة الحالة بواسطة سجل منسوخ يتكون من جولات متتالية متعددة من خوارزمية باكسوس . وقد شاع استخدامه بفضل نظام تشابي من جوجل، وهو الأساس الذي يقوم عليه مخزن بيانات كي سبيس مفتوح المصدر . [ 6 ] [ 7 ]
  • التزامن الافتراضي : يتضمن مجموعة من العمليات التي تتعاون لنسخ البيانات الموجودة في الذاكرة أو لتنسيق الإجراءات. يُعرّف النموذج كيانًا موزعًا يُسمى مجموعة العمليات . يمكن للعملية الانضمام إلى مجموعة، ويتم تزويدها بنقطة تحقق تحتوي على الحالة الحالية للبيانات التي نسخها أعضاء المجموعة. يمكن للعمليات بعد ذلك إرسال بث متعدد إلى المجموعة، وسترى البث المتعدد الوارد بنفس الترتيب. تُعالج تغييرات العضوية كبث متعدد خاص يُقدّم "عرض عضوية" جديدًا للعمليات في المجموعة. [ 8 ]

نسخ قاعدة البيانات

تتضمن عملية نسخ قواعد البيانات الاحتفاظ بنسخ من نفس البيانات على أجهزة متعددة، ويتم تنفيذها عادةً من خلال ثلاثة مناهج رئيسية: النسخ أحادي القائد، والنسخ متعدد القادة، والنسخ بدون قائد. [ 1 ]

في النسخ المتماثل أحادي القائد (ويُسمى أيضًا النسخ الأساسي/النسخ الاحتياطي)، تُعيّن نسخة واحدة من قاعدة البيانات كقائد (أساسي)، وهي المسؤولة عن جميع عمليات الكتابة. يسجل القائد هذه التحديثات، التي تُعمم بدورها على عُقد النسخ الاحتياطية. تُقر كل نسخة احتياطية باستلام التحديثات، مما يُتيح عمليات الكتابة اللاحقة. تُلبّي النسخ الاحتياطية في المقام الأول طلبات القراءة، على الرغم من أنها قد تُلبّي بيانات قديمة بسبب تأخر النسخ المتماثل - وهو التأخير في نشر التغييرات من القائد.

في النسخ المتماثل متعدد المصادر (أو متعدد القادة)، يمكن إرسال التحديثات إلى أي عقدة قاعدة بيانات، والتي بدورها تنتشر إلى الخوادم الأخرى. يُعد هذا الأسلوب مفيدًا بشكل خاص في عمليات النشر متعددة مراكز البيانات، حيث يُتيح معالجة الكتابة محليًا مع تقليل زمن استجابة الشبكة بين مراكز البيانات. [ 1 ] ومع ذلك، فإنه يُؤدي إلى زيادة كبيرة في التكاليف والتعقيد، مما قد يجعله غير عملي في بعض الحالات. يتمثل التحدي الأكثر شيوعًا في النسخ المتماثل متعدد المصادر في منع أو حل تعارضات المعاملات عند حدوث تعديلات متزامنة على عقد قادة مختلفة.

تُجري معظم حلول النسخ المتزامن (أو الفوري) عملية منع التعارضات، بينما يتعين على الحلول غير المتزامنة (أو المؤجلة) إجراء عملية حل التعارضات. على سبيل المثال، إذا تم تغيير السجل نفسه على عقدتين في وقت واحد، فسيكتشف نظام النسخ الفوري التعارض قبل تأكيد الالتزام، وسيلغي إحدى المعاملات. أما نظام النسخ المؤجل، فيسمح لكلا المعاملتين بالالتزام، ويُجري عملية حل التعارضات أثناء إعادة المزامنة. يمكن أن تشمل طرق حل التعارضات تقنيات مثل "الفوز للكتابة الأخيرة"، أو منطق خاص بالتطبيق، أو دمج التحديثات المتزامنة. [ 1 ]

مع ذلك، لا يمكن تحقيق شفافية النسخ دائمًا. فعند نسخ البيانات في قاعدة البيانات، تخضع لقيود نظرية CAP أو نظرية PACELC . وفي مجال قواعد بيانات NoSQL ، غالبًا ما تُضحّى باتساق البيانات مقابل خصائص أخرى مرغوبة أكثر، مثل التوافر (A) وتحمّل التقسيم (P)، وغيرها. كما طُوّرت نماذج مختلفة لاتساق البيانات لتكون بمثابة اتفاقية مستوى الخدمة (SLA) بين مزودي الخدمة والمستخدمين.

توجد عدة تقنيات لتكرار تغييرات البيانات بين العقد: [ 1 ]

  • النسخ المتماثل القائم على العبارات : تُسجّل طلبات الكتابة (مثل عبارات SQL) وتُرسل إلى النسخ المتماثلة لتنفيذها. قد يُسبب هذا مشاكل مع الدوال غير الحتمية أو العبارات ذات الآثار الجانبية.
  • نقل سجل الكتابة المسبقة (WAL) : يتم نسخ سجل الكتابة المسبقة منخفض المستوى لمحرك التخزين، مما يضمن هياكل بيانات متطابقة عبر العقد.
  • النسخ المنطقي (على مستوى الصف) : يتم وصف التغييرات على مستوى الصف باستخدام تنسيق سجل مخصص، مما يوفر مرونة واستقلالية أكبر عن المكونات الداخلية لمحرك التخزين.

نسخ تخزين القرص

نسخ التخزين

تُنفَّذ عملية النسخ النشط (في الوقت الفعلي) للتخزين عادةً بتوزيع تحديثات جهاز التخزين الكتلي على عدة أقراص صلبة فعلية . وبهذه الطريقة، يمكن نسخ أي نظام ملفات يدعمه نظام التشغيل دون تعديل، لأن كود نظام الملفات يعمل على مستوى أعلى من طبقة برنامج تشغيل جهاز التخزين الكتلي. ويتم تنفيذ ذلك إما في الأجهزة (في وحدة تحكم مصفوفة الأقراص ) أو في البرامج (في برنامج تشغيل الجهاز ).

أبسط الطرق هي النسخ المتطابق للقرص ، وهي شائعة للأقراص المتصلة محليًا. يُضيّق قطاع التخزين تعريفات النسخ المتطابق ، لذا فهو عملية محلية (قصيرة المدى). أما النسخ المتماثل فهو قابل للتوسيع عبر شبكة حاسوب ، بحيث يمكن وضع الأقراص في مواقع متباعدة فعليًا، ويُطبق عادةً نموذج النسخ المتماثل لقاعدة البيانات (الأساسي/النسخة الاحتياطية). يهدف النسخ المتماثل إلى منع الضرر الناتج عن الأعطال أو الكوارث التي قد تحدث في موقع ما، أو في حال وقوع مثل هذه الأحداث، إلى تحسين القدرة على استعادة البيانات. يُعد زمن الاستجابة عاملًا أساسيًا في النسخ المتماثل، لأنه يُحدد إما مدى تباعد المواقع أو نوع النسخ المتماثل المُستخدم.

تتمثل السمة الرئيسية لمثل هذا النسخ المتماثل عبر المواقع في كيفية التعامل مع عمليات الكتابة، سواء من خلال النسخ المتماثل غير المتزامن أو المتزامن؛ يحتاج النسخ المتماثل المتزامن إلى انتظار استجابة خادم الوجهة في أي عملية كتابة بينما لا يحتاج النسخ المتماثل غير المتزامن إلى ذلك.

تضمن النسخ المتزامنة "عدم فقدان البيانات " من خلال عمليات الكتابة الذرية ، حيث لا تُعتبر عملية الكتابة مكتملة إلا بعد تأكيدها من قِبل كلٍ من وحدة التخزين المحلية والبعيدة. تنتظر معظم التطبيقات اكتمال عملية الكتابة قبل المتابعة، مما يؤدي إلى انخفاض الأداء العام بشكل ملحوظ. وبطبيعة الحال، ينخفض ​​الأداء تناسبياً مع المسافة، حيث أن الحد الأدنى لزمن الاستجابة تحدده سرعة الضوء . فعلى سبيل المثال، تستغرق أسرع رحلة ذهاب وإياب ممكنة لمسافة 10  كيلومترات 67 ميكروثانية، بينما تكتمل عملية كتابة كاملة مخزنة محلياً في ذاكرة التخزين المؤقت في غضون 10-20 ميكروثانية تقريباً.

في النسخ المتماثل غير المتزامن ، تُعتبر عملية الكتابة مكتملة بمجرد تأكيدها من قِبل وحدة التخزين المحلية. ويتم تحديث وحدة التخزين البعيدة بتأخير بسيط . يتحسن الأداء بشكل كبير، ولكن في حالة تعطل وحدة التخزين المحلية، لا يُضمن وجود النسخة الحالية من البيانات في وحدة التخزين البعيدة (قد تُفقد أحدث البيانات).

تعتبر عملية النسخ شبه المتزامنة عملية الكتابة مكتملة عادةً عند تأكيدها من قِبل وحدة التخزين المحلية واستلامها أو تسجيلها من قِبل الخادم البعيد. تتم عملية الكتابة الفعلية عن بُعد بشكل غير متزامن، مما يُحسّن الأداء، لكن وحدة التخزين البعيدة ستتأخر عن وحدة التخزين المحلية، وبالتالي لا يوجد ضمان لاستمرارية البيانات (أي الشفافية الكاملة) في حالة تعطل وحدة التخزين المحلية.

تُنتج عملية النسخ المتماثل في نقطة زمنية محددة لقطات دورية تُنسخ بدلاً من وحدة التخزين الأساسية. والهدف من ذلك هو نسخ البيانات المتغيرة فقط بدلاً من وحدة التخزين بأكملها. وبما أن كمية المعلومات المنسوخة بهذه الطريقة أقل، يُمكن إجراء النسخ المتماثل عبر روابط ذات نطاق ترددي أقل تكلفة مثل iSCSI أو T1 بدلاً من خطوط الألياف الضوئية.

التطبيقات

تستخدم العديد من أنظمة الملفات الموزعة النسخ المتماثل لضمان تحمل الأعطال وتجنب نقطة فشل واحدة.

لا تتوقف العديد من أنظمة النسخ المتزامن التجارية عندما تفشل النسخة البعيدة أو تفقد الاتصال - وهو سلوك يضمن عدم فقدان البيانات - ولكنها تستمر في العمل محليًا، مما يؤدي إلى فقدان هدف نقطة الاستعادة الصفرية المرغوبة .

يمكن تطبيق تقنيات تحسين الشبكات واسعة النطاق (WAN) لمعالجة القيود التي يفرضها زمن الاستجابة.

النسخ المتماثل القائم على الملفات

تُجري عملية النسخ المتماثل القائمة على الملفات نسخ البيانات على المستوى المنطقي (أي على مستوى ملفات البيانات الفردية) بدلاً من مستوى كتل التخزين. وهناك العديد من الطرق المختلفة لتنفيذ ذلك، والتي تعتمد بشكل شبه كامل على البرمجيات.

التقاط باستخدام برنامج تشغيل النواة

يمكن استخدام برنامج تشغيل النواة ( وتحديدًا برنامج تشغيل التصفية ) لاعتراض استدعاءات وظائف نظام الملفات، والتقاط أي نشاط فور حدوثه. يستخدم هذا نفس نوع التقنية التي تستخدمها برامج فحص الفيروسات النشطة في الوقت الفعلي. على هذا المستوى، يتم التقاط عمليات الملفات المنطقية مثل فتح الملفات والكتابة والحذف، وما إلى ذلك. ينقل برنامج تشغيل النواة هذه الأوامر إلى عملية أخرى، عادةً عبر الشبكة إلى جهاز مختلف، والذي بدوره يحاكي عمليات الجهاز المصدر. وكما هو الحال في نسخ التخزين على مستوى الكتل، يسمح نسخ الملفات بالوضع المتزامن وغير المتزامن. في الوضع المتزامن، تُوقف عمليات الكتابة على الجهاز المصدر ولا يُسمح بحدوثها حتى يؤكد الجهاز الوجهة نجاح عملية النسخ. يُعد الوضع المتزامن أقل شيوعًا في منتجات نسخ الملفات، على الرغم من وجود بعض الحلول.

تتيح حلول النسخ المتماثل على مستوى الملفات اتخاذ قرارات مدروسة بشأن النسخ المتماثل بناءً على موقع الملف ونوعه. على سبيل المثال، يمكن استبعاد الملفات المؤقتة أو أجزاء نظام الملفات التي لا تحمل أي قيمة تجارية. كما يمكن أن تكون البيانات المنقولة أكثر دقة؛ فإذا كتب تطبيق ما 100 بايت، يتم إرسال هذه الـ 100 بايت فقط بدلاً من كتلة قرص كاملة (عادةً 4096 بايت). هذا يقلل بشكل كبير من كمية البيانات المرسلة من الجهاز المصدر، ويخفف عبء التخزين على الجهاز الوجهة.

تشمل عيوب هذا الحل البرمجي فقط الحاجة إلى التنفيذ والصيانة على مستوى نظام التشغيل، وزيادة العبء على قدرة معالجة الجهاز.

نسخ سجلات نظام الملفات

على غرار سجلات معاملات قواعد البيانات ، تتمتع العديد من أنظمة الملفات بالقدرة على تسجيل أنشطتها. ويمكن إرسال سجل الأنشطة إلى جهاز آخر، إما دوريًا أو في الوقت الفعلي عبر البث المباشر. وفي جانب النسخ المتماثل، يمكن استخدام سجل الأنشطة لإعادة تشغيل تعديلات نظام الملفات.

ومن بين التطبيقات البارزة برنامج إدارة حماية البيانات في مركز النظام (DPM) من مايكروسوفت ، والذي تم إصداره في عام 2005، والذي يقوم بتحديثات دورية ولكنه لا يوفر النسخ المتماثل في الوقت الفعلي.

النسخ المتماثل الدفعي

هذه عملية مقارنة أنظمة الملفات المصدر والوجهة والتأكد من تطابقها. الميزة الرئيسية هي أن هذه الحلول مجانية أو زهيدة التكلفة عمومًا. أما العيب فهو أن عملية المزامنة تستهلك موارد النظام بشكل كبير، وبالتالي لا تتم هذه العملية إلا نادرًا.

ومن أبرز التطبيقات rsync .

النسخ المتماثل داخل الملف

في نظام التشغيل ذي الترحيل ، يتم أحيانًا تكرار الصفحات الموجودة في ملف الترحيل داخل مسار لتقليل زمن الاستجابة الدوراني.

في نظام VSAM من IBM ، يتم أحيانًا تكرار بيانات الفهرس داخل المسار لتقليل زمن الاستجابة الدوراني.

نسخ الذاكرة المشتركة الموزعة

يظهر مثال آخر على استخدام النسخ المتماثل في أنظمة الذاكرة المشتركة الموزعة ، حيث تتشارك العديد من عُقد النظام نفس صفحة الذاكرة. وهذا يعني عادةً أن لكل عُقدة نسخة منفصلة (نسخة طبق الأصل) من صفحة مُحددة.

النسخ الاحتياطي الأساسي والنسخ المتماثل متعدد الأساسي

تعتمد العديد من أساليب النسخ المتماثل التقليدية على نموذج النسخ الاحتياطي الأساسي، حيث يمتلك جهاز أو عملية واحدة تحكمًا منفردًا في عملية أو أكثر من العمليات أو الأجهزة الأخرى. على سبيل المثال، قد يقوم الجهاز الأساسي بإجراء بعض العمليات الحسابية، ثم يرسل سجل التحديثات إلى عملية النسخ الاحتياطي (الاحتياطية)، والتي يمكنها بدورها تولي المهمة في حال تعطل الجهاز الأساسي. يُعد هذا الأسلوب شائعًا في نسخ قواعد البيانات، على الرغم من المخاطر المترتبة على فقدان جزء من السجل أثناء العطل، حيث قد لا تكون النسخة الاحتياطية في حالة مطابقة تمامًا للجهاز الأساسي، مما قد يؤدي إلى فقدان بعض المعاملات.

من نقاط ضعف أنظمة النسخ الاحتياطي الأساسية أن نظامًا واحدًا فقط هو الذي يُنفذ العمليات فعليًا. صحيح أن هذا النظام يُحسّن من مقاومة الأعطال، إلا أن وجود نظام نسخ احتياطي مُطابق يُضاعف التكاليف. لهذا السبب، بدأ مجتمع أبحاث الأنظمة الموزعة، منذ عام 1985 تقريبًا ، باستكشاف طرق بديلة لنسخ البيانات. ومن نتائج هذا العمل ظهور أنظمة تسمح لمجموعة من النسخ المتماثلة بالتعاون، حيث يعمل كل نظام كنسخة احتياطية مع توليه جزءًا من عبء العمل.

قام عالم الحاسوب جيم غراي بتحليل مخططات النسخ المتماثل متعددة المصادر الأساسية في إطار النموذج المعاملاتي، ونشر ورقة بحثية واسعة الانتشار بعنوان "مخاطر النسخ المتماثل وحلها"، والتي شكك فيها. [ 9 ] [ 10 ] جادل غراي بأنه ما لم يتم تقسيم البيانات بطريقة طبيعية بحيث يمكن التعامل مع قاعدة البيانات على أنها n قاعدة بيانات فرعية منفصلة، ​​فإن تعارضات التحكم في التزامن ستؤدي إلى تدهور خطير في الأداء، ومن المرجح أن تتباطأ مجموعة النسخ المتماثلة كدالة لـ n . وأشار غراي إلى أن أكثر الطرق شيوعًا من المرجح أن تؤدي إلى تدهور يتناسب طرديًا مع O(n³) . حله، وهو تقسيم البيانات، لا يكون قابلاً للتطبيق إلا في الحالات التي تمتلك فيها البيانات مفتاح تقسيم طبيعي.

في الفترة ما بين عامي 1985 و1987، طُرح نموذج التزامن الافتراضي ، وسرعان ما أصبح معيارًا مُعتمدًا على نطاق واسع (استُخدم في أنظمة Isis Toolkit وHorus وTransis وEnsemble وTotem و Spread وC-Ensemble وPhoenix وQuicksilver، وهو أساس معيار CORBA للحوسبة المقاومة للأعطال). يسمح التزامن الافتراضي باتباع نهج متعدد العمليات، حيث تتعاون مجموعة من العمليات لموازاة بعض جوانب معالجة الطلبات. لا يُمكن استخدام هذا المخطط إلا مع بعض أنواع البيانات المخزنة في الذاكرة، ولكنه يُمكن أن يُحقق تسارعًا خطيًا يتناسب مع حجم المجموعة.

يدعم عدد من المنتجات الحديثة مخططات مماثلة. على سبيل المثال، تدعم مجموعة أدوات Spread Toolkit نموذج التزامن الافتراضي نفسه، ويمكن استخدامها لتنفيذ مخطط نسخ متعدد المصادر؛ كما يمكن استخدام C-Ensemble أو Quicksilver بهذه الطريقة. يسمح WANdisco بالنسخ النشط حيث تكون كل عقدة على الشبكة نسخة طبق الأصل، وبالتالي تكون كل عقدة نشطة في وقت واحد؛ هذا المخطط مُحسَّن للاستخدام في شبكة واسعة النطاق (WAN).

تُحسّن بروتوكولات النسخ المتعددة الحديثة الأداء لضمان التشغيل الخالي من الأعطال. يُعدّ النسخ المتسلسل [ 11 ] أحد أشهر هذه البروتوكولات. توفر أحدث إصدارات بروتوكول النسخ المتسلسل [ 12 ] إنتاجية عالية واتساقًا قويًا من خلال ترتيب النسخ المتماثلة في سلسلة لعمليات الكتابة. يُمكّن هذا الأسلوب من القراءة المحلية على جميع عُقد النسخ المتماثلة، ولكنه يُعاني من زمن استجابة عالٍ لعمليات الكتابة التي تتطلب المرور عبر عُقد متعددة بالتتابع.

يجمع بروتوكول هيرميس ، وهو بروتوكول حديث متعدد النسخ الأساسية [ 13 ] ، بين عمليات إبطال مستوحاة من تقنية التخزين المؤقت المتماسك والطوابع الزمنية المنطقية لتحقيق اتساق قوي مع عمليات القراءة المحلية وكتابة عالية الأداء من جميع النسخ المتماثلة. أثناء التشغيل الخالي من الأخطاء، تكون عمليات الكتابة القائمة على البث غير متضاربة وتُنفذ بعد جولة واحدة فقط من البث المتعدد إلى عقد النسخ المتماثلة. ينتج عن هذا التصميم إنتاجية عالية وزمن استجابة منخفض لكل من عمليات القراءة والكتابة.

انظر أيضاً

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 كليبمان، مارتن (2017). تصميم التطبيقات كثيفة البيانات: الأفكار الرئيسية وراء الأنظمة الموثوقة والقابلة للتوسع والصيانة . دار نشر أورايلي ميديا. الصفحات 151-185 . ISBN  9781491903100.
  2. ↑ بروير، إريك أ. (2000). "نحو أنظمة موزعة قوية (ملخص)". وقائع الندوة السنوية التاسعة عشرة لجمعية ACM حول مبادئ الحوسبة الموزعة . ص 7. doi : 10.1145/343477.343502 . ISBN  1-58113-183-6.
  3. ↑ منصوري، نجمي، غلام، حسين دستغايب فرد، وإحسان منصوري. "دمج خوارزمية تكرار البيانات وجدولة المهام لتحسين توافر البيانات في شبكات البيانات"، مجلة تطبيقات الشبكات والحاسوب (2013)
  4. ↑ ف. أندرونيكو، ك. ماموراس، ك. إيزان، د. كيريازيس، ت. فارفاريجو، "تكرار البيانات الديناميكي المراعي لجودة الخدمة في بيئات الشبكة"، إلسيفير، أنظمة حاسوب الجيل القادم - المجلة الدولية للحوسبة الشبكية والعلوم الإلكترونية ، 2012
  5. ↑ "النسخ الاحتياطي والاستنساخ: ما الفرق؟" . زيرتو . 6 فبراير 2012.
  6. ↑ مارتون ترينسيني، أتيلا غازسو (2009). "مساحة المفاتيح: مخزن قيم مفتاحية عالي التوافر ومتكرر باستمرار" . تم الاسترجاع في 18 أبريل 2010 .
  7. ↑ مايك بوروز (2006). "خدمة القفل السمين للأنظمة الموزعة ذات الترابط الضعيف" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 9 فبراير 2010. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 أبريل 2010 .
  8. ↑ بيرمان، ك.؛ جوزيف، ت. (1987-11-01). "استغلال التزامن الافتراضي في الأنظمة الموزعة" . وقائع الندوة الحادية عشرة لجمعية آلات الحوسبة حول مبادئ أنظمة التشغيل - SOSP '87 . نيويورك، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية: جمعية آلات الحوسبة. الصفحات 123-138 . doi : 10.1145/41457.37515 . ISBN  978-0-89791-242-6. S2CID 7739589 . 
  9. ↑ "مخاطر التكرار وحلها"
  10. ↑ وقائع مؤتمر ACM SIGMOD الدولي لإدارة البيانات لعام 1999: SIGMOD '99 ، فيلادلفيا، بنسلفانيا، الولايات المتحدة الأمريكية؛ 1-3 يونيو 1999، المجلد 28؛ ص. 3.
  11. ↑ فان رينيس، روبرت؛ شنايدر، فريد ب. (2004-12-06). "تكرار السلسلة لدعم الإنتاجية العالية والتوافر" . وقائع المؤتمر السادس حول تصميم وتنفيذ أنظمة التشغيل - المجلد 6. OSDI'04. الولايات المتحدة الأمريكية: جمعية USENIX: 7.
  12. ↑ تيراس، جيف؛ فريدمان، مايكل جيه. (14 يونيو 2009). "تخزين الكائنات على CRAQ: نسخ متسلسل عالي الإنتاجية لأحمال العمل التي تعتمد بشكل أساسي على القراءة" . المؤتمر التقني السنوي لـ USENIX . USENIX'09. الولايات المتحدة الأمريكية: 11.
  13. ↑ كاتساراكيس، أنطونيوس؛ غافريلاتوس، فاسيليس؛ كاتب زاده، إم آر سيافاش؛ جوشي، أربيت؛ دراغويفيتش، ألكسندر؛ غروت، بوريس؛ ناجاراجان، فيجاي (13 مارس 2020). "هيرميس: بروتوكول نسخ سريع، مقاوم للأعطال، وقابل للتسلسل الخطي" . وقائع المؤتمر الدولي الخامس والعشرين حول الدعم المعماري للغات البرمجة وأنظمة التشغيل (ملف PDF) . ASPLOS '20. نيويورك، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية: رابطة آلات الحوسبة. الصفحات 201-217 . doi : 10.1145/3373376.3378496 . hdl : 20.500.11820/c8bd74e1-5612-4b81-87fe-175c1823d693 . ISBN  978-1-4503-7102-5. S2CID 210921224 .