支持协同工作的广域网群组通讯研究

摘要

协同工作系统支持地域分散的用户以协作方式完成共同的任务.同其他分布式系统相似,它需要在用户范围内实现消息的可靠有序传输.由于现有网络通信协议不能有效支持这种通信方式,因此引发出群组通讯的研究.最早的研究始于局域网环境,管理用户间的消息传输和动态组成关系.近年来涌现出一些面向广域网的群组通讯系统,由于它们在系统架构及管理策略方面均存在不足,因此该文对若干关键问题进行了研究,并提出新的群组通讯系统CSCWGROUP.首先该文对现有群组通讯系统体系结构进行了改进.由于目前的广域网系统研究多是针对由局域网互联而成的环境,因此它们的架构设计与局域网用户分布有关,限制了系统的适用范围.为此该文提出了直接面向广域网环境的设计方案,通过引入客户/服务器簇架构,使系统能够向分散在网内的任意节点用户提供管理服务,具有良好的扩展性和广泛的适用性.基于新的系统架构,文中设计了实现消息可靠有序传输的管理机制和控制算法,并提出新的容错算法,避免了K级容错算法在消息排序过程中增加的延时,系统的及时响应能力和容错能力得到有效保证.在用户组成管理方面,该文根据广域网传输延时差异大、变化多的特点,提出检测用户故障的超时时间预测算法,并建立径向基神经网络预测模型,克服了传统算法不能同时兼顾故障检测准确性和及时性的弱点.在此基础上,该文改进了基于终止属性的故障判断算法,提出确定用户故障状态的多周期判断算法,避免在不稳定用户状态和网络状态下对用户故障作出错误判断.另外,双通道事件通知机制使系统能够及时提供用户状态变化信息,增强了协作用户间的状态变化感知能力.为平衡服务器簇的负载量,该文针对现有负载评价指标的不准确性和瞬时性,提出基于分类算法的负载评价方法,在改进概率神经网络算法基础上建立了适用于消息服务器负载状态的分类模型,并制定了用于平衡负载的调度策略.最后该文基于组件化模式开发了系统的各项功能组件以及用户端的适配层接口,实现了群组通讯系统和协作应用系统之间的无缝连接.CSCWGROUP系统是完全面向广域网设计的群组通讯系统,它克服了现有系统因沿用局域网算法而不能很好适应广域网内复杂传输环境的不足,为广域网中的协同工作提供了良好的群组通讯环境.

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文摘

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第一章绪论

1.1研究的目的和意义

1.2相关工作回顾

1.3现有群组通讯系统存在的问题和不足

1.4本论文的主要研究工作和创新之处

1.5本文结构

第二章协同工作系统中的群组通讯

2.1 CSCW系统的起源、发展与分类

2.2支持协同工作的群组通讯

2.2.1群组通讯研究对CSCW系统的重要意义

2.2.2群组通讯管理服务

第三章CSCWGROUP群组通讯管理模型

3.1系统设计环境

3.2系统模型的体系架构

3.2.1现有的群组通讯架构和不足

3.2.2客户/服务器簇的设计特点

3.3 CSCWGROUP系统的分层管理模式

第四章可靠有序的消息管传输管理

4.1消息全局排序TOMP协议

4.1.1全局排序算法

4.1.2协议中的容错服务

4.1.3同相关协议的性能比较

4.2消息可靠传输MRTP协议

4.2.1消息可靠传输算法

4.2.2缓冲资源回收算法

4.3仿真测试

第五章工作组成员的动态关系维护

5.1成员关系管理模型

5.2基于预测的故障检测算法

5.2.1当前的Internet网络传输状况

5.2.2超时时间预测模型

5.3基于多周期故障判断算法的关系事件触发服务

5.3.1与用户状态变化相关的成员关系事件

5.3.2多周期故障判断算法的实现过程

5.4双通道关系事件传输机制

5.5关系服务器故障容错服务

5.6成员关系算法性能评述

第六章服务器簇中的负载平衡

6.1现有负载评价指标的不足

6.2基于概率神经网络分类算法的负载状态评价

6.2.1概率神经网络模型

6.2.2改进的概率神经网络模型

6.2.3分类模型的建立

6.2.4分类性能评价

6.3负载平衡策略

第七章CSCWGROUP系统的组件设计

7.1系统的类库结构

7.2用户端的适配层设计

7.3一个简单的实例设计

第八章全文总结及展望

参考文献

致谢