移动分布式实时数据库广播策略与启发式方法解析

### 移动分布式实时数据库广播策略与启发式方法解析 #### 1. 多跳网络特性 在移动分布式实时数据库系统（MDRTDBS）中，移动站点可能会在不同位置间移动。有时，移动站点与服务器仅一跳之隔；而在其他情况下，它们与协调站点可能有多跳距离。多跳网络呈现出以下特性： - **通信成本**：随着网络跳数的增加，通信成本显著上升。单跳网络的通信成本远低于多跳网络。 - **事务执行**：单跳网络中的事务执行更为简单，数据收集和更新操作也相对容易。 - **能量消耗**：多跳网络中广播数据需要消耗更多能量。 - **消息延迟**：多跳网络的消息延迟明显高于单跳网络。 下面用 mermaid 流程图展示多跳网络和单跳网络的通信差异： ```mermaid graph LR classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px; classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px; A([移动站点]):::startend -->|单跳| B(服务器):::process C([移动站点]):::startend -->|多跳| D(中间站点):::process D -->|多跳| E(协调站点):::process ``` #### 2. 相关研究进展 移动分布式实时数据库是一个新兴的研究领域，过去在该领域已经开发了各种并发控制和提交协议。这些协议旨在解决两个主要挑战：移动环境和实时事务执行。 ##### 2.1 广播方案的发展 近年来，研究人员致力于开发广播方案，以实现协调器和参与者之间的数据高效传输。广播方案主要分为拉取式和推送式两种类型： - **推送式广播**：在无线环境中，数据项会在一定周期后进行广播，可能多次广播同一数据项的多个版本或单一版本。其基本思想是定期广播热门数据，客户端接收广播信息并按需获取数据。 - **拉取式广播**：每个参与客户端节点发送数据需求，服务器根据需求在定期或不定期的间隔提供信息。 两种广播方式各有优缺点，在移动环境中，大多数研究人员倾向于使用推送式广播方案，因为它可以节省时间和通信成本，满足实时需求。而拉取式广播方案在客户端多次请求相同数据时容易造成资源浪费，增加上传通道的负载。 以下是两种广播方式的对比表格： | 广播方式 | 优点 | 缺点 | | ---- | ---- | ---- | | 推送式广播 | 节省时间和通信成本，满足实时需求 | 不考虑客户端具体需求 | | 拉取式广播 | 按需提供数据 | 可能造成资源浪费，增加上传通道负载 | ##### 2.2 调度方案的发展 研究人员还开发了多种调度方案，以优化数据项的广播顺序： - **最早截止时间优先（EDF）**：服务器根据数据对象的截止时间进行广播，并根据时间约束确定优先级。 - **先来先服务（FCFS）**：按