[发明专利]用于在网络中提供数据一致性的方法和程序

说明书

本发明涉及一种用于在驻留在非存储器耦合网络的分布式节点上的数据对象的实例之间提供一致性的方法和程序。

具体地，在现有技术中已知在并行计算机上用于所谓的高速缓存一致性的方法，其中多个处理器各自具有专用的相关联的高速缓冲存储器，并且存储器和处理器通常通过总线连接在一起。高速缓存一致性是通过监控对公用存储器或至少在诸如例如分布式存储器的情况下的公用存储器地址空间的访问，以及通过确定与各个高速缓存线的一致性的状态的关联来维持的。如本领域技术人员一般所公知的，在这一方面，例如使用所谓的MESI协议，其中MESI是修改、互斥、共享、无效的缩写，其中所提到的每一项分别定义数据对象的访问状态，该访问状态进而提供高速缓存线的各个最新的版本。

通过监控存储器访问，每个处理器或高速缓冲存储器的每个控制逻辑系统可以确定高速缓存线的任何副本是否被修改或盖写，这通常具有其它高速缓冲存储器中的任何其它副本被视为无效并且因此这些其它副本不再能被访问的结果。这确保每个处理器仅仅访问相应的最新高速缓存线。

相反，在非存储器耦合网络中交换且由多个用户或节点保持并且可能被修改的数据对象不以高速缓存线的形式存在，却原则上涉及取决于硬件和应用程序的任何结构。在实践中，准确地说在诸如例如因特网等大型且广泛分布的网络的情况下，对于在涉及到处理特定数据对象的所有节点之间的数据通信量或实际上本地存储器访问的监控是不可行的；所以基于高速缓存线一致性的从存储器耦合网络已知的方法不能转移到这样的网络。

然而，另一方面，对可能远离彼此并通过WAN(广域网)或因特网连接在一起的用户而言存在相当多的需求，这些用户连接在一起以共同对一个或同一个通常复杂的数据对象进行操作，且为了这个目的数据对象的相应实例必须存储在其本地节点上或被下载。即使是以相对大的公司网的内联网形式连接的计算机或节点也不能实现高速缓存一致性方法，或者仅能在有关监控数据通信量方面以相当大程度的复杂性和花费并以显著修改的形式来实现这些方法；所以也存在对提供数据一致性的改进方法的需求。很多公司也具有仅通过因特网连接在一起的分布式站点，然而在这种情况下在各个站点处的用户或雇员以及也可能通过因特网在路上某处连接的移动用户必须对一个或同一个数据对象进行操作，为了这个目的数据对象的相应实例，更具体地是相应的最新实例必须被加载。

作为示例，极其大量的文档被部分地产生并由在非常远离彼此的位置活动且处理同一对象的多个用户处理完全是常见的，在这种情况下这一数据对象的各个实例总是保持一致是绝对必要的。相应的相对复杂的文档可例如是描述和定义接口协定的文档。

考虑到所述现有技术，本发明的目的是提供一种用于提供根据本说明书的开头部分中提到的特征的一致性的方法和程序；该方法和程序允许原则上任何数据对象或数据对象的实例之间的一致性，在这一点上该方法和程序是可充分自由伸缩的并且也不需要用于数据对象的任何中央存储器或服务器。

对于在本发明书的开头部分中提到的方法，上述目的是这样达到的：对于由节点处理的数据对象的每一个实例，生成平台不相关唯一元数据并通过一致性协议至少在保持相应数据对象的实例的网络的所有节点之间传递该元数据。

可以明白，在这一点上，通信不必要即时发生，因此如果相应的通信最迟在节点调用所考虑的数据对象的实例时实现就是足够的。

对于文档的实例分别生成的且是平台无关且唯一的(即，对于数据对象的实例是唯一的)元数据即使是对于任何大小的数据对象也仅具有相对有限的(恒定大的)范围，且该元数据可在没有网络上的显著负荷的情况下传递；在这点上，主要的关注较少在于网络上的任何负荷，而主要针对网络的节点之间的一致通信量的减少。事实上，元数据也不必要完全在节点间传递，而是根据本发明的一实施例，如果状态机的状态转换以及对数据对象所执行的相关联的操作(读取、写入、擦除……)至少在保持相应数据对象的实例的网络的所有节点之间传送就是足够的。

因此，各个所涉及的计算机和应用程序以及相应的一致性网络的节点要求显著减少的数据通信量和吞吐量以达到数据对象一致性，以及要求与目前为止用已知方法可能达到一致性的复杂程度和时间及计算工作方面的花费相比相应降低的复杂程度和时间及计算工作方面的花费。

根据本发明，调用所考虑的数据对象来进行处理或者也仅仅进行读取的每个节点获得元数据，因而获得关于哪个实例是相应的最新实例的信息。借助元数据与对象的各个实例的唯一关联，节点从而也获得该数据对象的最新版本或该数据对象的最新实例的地址或存储位置的细节，然后可提供该最新实例。