Báo cáo nghiên cứu khoa học PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP đảm bảo gắn bó dữ LIỆU TRONG điều KIỆN có sự cố của các hệ THỐNG THÔNG TIN ĐĂNG ký TRÊN MẠNG INTERNET INTRANET

PHÁT TRIỂN PHƯƠNG PHÁP ĐẢM BẢO GẮN BÓ DỮ LIỆU TRONG ĐIỀU KIỆN CÓ SỰ CỐ CỦA CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐĂNG KÝ TRÊN MẠNG INTERNET/INTRANET DEVELOPING DATA CONSISTENT ENSURING METHOD IN FAILURE CONDITION OF REGISTRY INFORMATION SYSTEM IN INTERNET/INTRANET LÊ VĂN SƠN - NGUYỄN HỮU HẢI Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng TÓM TẮT Hiện nay, việc nghiên cứu phát triển giải pháp kỹ thuật sở cho ứng dụng phân tán đạt thành công định thể công bố Tuy nhiên, để có giải pháp hữu hiệu đáp ứng yêu cầu đặt việc gắn bó liệu môi trường phân tán Internet/Intranet, đòi hỏi phải tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện giải pháp hành Với mục tiêu đó, viết này, tác giả trình bày phương pháp thể dạng bước đảm bảo đặc tính gắn bó liệu cho hệ thống đăng ký điều kiện hệ thống xảy cố ABSTRACT The research and development of basic technical methods for distributed applications have currently achieved specific successes and showed in the latest announcements However, in order to have an effective method meeting the demands of data consistent in distributed such environments as the Internet/Intranet, further researches for the perfection of existing methods are required With such an objective, in the research paper, we present a method describing basic steps to ensure the data consistent feature of registry system in failure conditions Đặt vấn đề Vấn đề gắn bó liệu hệ thống phân tán nói chung hệ thống thông tin đăng ký mạng nói riêng việc đăng ký tua du lịch, mua bán giao dịch thương mại điện tử, đăng ký giữ chỗ giao thông vận tải, đăng ký dự thi hệ thống thông tin đào tạo, trở thành lĩnh vực thu hút nhiều quan tâm nhà nghiên cứu lý thuyết lẫn nhà sản xuất phần mềm nhằm tìm giải pháp hữu hiệu đảm bảo tính gắn bó thông tin sở liệu truy cập ngẫu nhiên với số lượng truy cập lớn [6,5,4,1] Việc nghiên cứu, phát triển phương pháp đảm bảo gắn bó liệu môi trường phân tán đến có số thành công đáng kể Trước hết, phải nói đến tích hợp hàng loạt hàm vào hệ điều hành, hệ quản trị sở liệu, ngôn ngữ lập trình với phương thức riêng rẽ hệ cho phép đảm bảo phần việc gắn bó thông tin nói chung trình đa truy cập thông qua hệ thống viễn thông Việc triển khai phương pháp cho phép gắn bó liệu môi trường phân tán điều kiện lý tưởng (không có cố nào) áp dụng mang lại hiệu định cho hệ thống đăng ký [4,5,1] Tuy nhiên, trình triển khai lập trình vận hành hệ thống đăng ký, vấn đề gắn bó liệu sở liệu hệ thống bị cố đặt vấn đề quan trọng có ý nghĩa sống việc phát triển toàn hệ nói chung Nói tóm lại, cố hệ thống nói chung, hệ thống đăng ký nói riêng xảy nguyên nhân dẫn đến hệ thống sở liệu đảm bảo tính gắn bó Trong phạm vi viết này, giới thiệu giải pháp phát triển dựa giải thuật hai pha tuyến tính [4] giải thuật MAONT [1] kết hợp với mô hình xử lý phân tán JavaRMI [9,8,2] kỹ thuật chuyển tác SQL Server 2000 [3] nhằm đảm bảo tính gắn bó liệu phân tán điều kiện có cố phục vụ cho hệ thống thông tin đăng ký Tác động cố việc gắn bó liệu Nhằm nghiên cứu phát triển phương pháp đảm bảo gắn bó liệu cách khả thi điều kiện có cố cho hệ thống thông tin đăng ký nói riêng, hệ thống tin học phân tán nói chung, chất vấn đề gắn bó liệu nguyên nhân dẫn đến cố làm cho liệu không gắn bó nhóm ghép trình phân tích, thiết kế hệ thống Một sở liệu gọi gắn bó, thỏa mãn tập ràng buộc toàn vẹn ngữ nghĩa Để đảm bảo tính gắn bó liệu nhiều chế khác điều khiển hoạt động đồng thời [5], kiểm soát tính toàn vẹn ngữ nghĩa, …được sử dụng [4] Việc kiểm soát tính toàn vẹn ngữ nghĩa tốt đảm bảo tính gắn bó liệu hệ thống thông tin Hiện nay, người ta áp dụng hai phương pháp chủ yếu : Loại bỏ chương trình/thủ tục cập nhật dẫn đến trạng thái không gắn bó liệu sở liệu [CKP1] Triệu gọi chương trình/thủ tục đặc biệt cài đặt hệ thống nhằm khôi phục trạng thái ban đầu trước cập nhật [CKP2] Các ràng buộc toàn vẹn phân làm hai loại chủ yếu : Ràng buộc cấu trúc (Structural Constraint) diễn tả đặc tính ngữ nghĩa vốn có mô hình Ví dụ ràng buộc thể khóa mô hình quan hệ liên kết theo kiểu – n, (n > 1) đối tượng mô hình mạng Ràng buộc hành vi (Behavioral Constraint) nhằm điều hòa hoạt động ứng dụng Trong trình nghiên cứu toán, tác giả vận dụng phương pháp tổng quát đảm bảo gắn bó liệu ràng buộc toàn vẹn thông tin phục vụ công tác phân tích, thiết kế hệ quản trị sở liệu cho hệ thống sở liệu đăng ký với thông tin gắn bó điều kiện phân tán Những thông tin chi tiết tham khảo tài liệu [7] Để khôi phục lại liệu trạng thái gắn bó thông tin toàn hệ thống có cố diễn ra, vấn đề quan trọng hàng đầu cần phải xác định loại, chất vị trí diễn cố mà từ nhận biết cách tự động chuyển đến phương án giải cho phù hợp Bản chất (mã) cố thủ tục giải cố có liên quan đến gắn bó lưu trữ trung tâm phân tán trạm hệ đăng ký phân tán Trong trường hợp thủ tục phân tán, thân thủ tục đòi hỏi phải có giải pháp đảm bảo gắn bó giống liệu bình thường [5] Về tổng quan, cố chia làm hai loại cố xảy trạm hệ thống phân tán cố hệ thống viễn thông gây [4,5] Song để tiện lập trình giải pháp, người ta cụ thể hoá thành bốn mức với nguyên nhân tương ứng thể bảng Bảng Các loại cố nguyên nhân gây cố TT Loại cố Tiếng Anh Sự cố giao dịch Transaction Failure Site Failure Sự cố vị trí Sự cố phương tiện Media Failure Sự cố đường truyền Transmission Failure Nguyên nhân Do lỗi thân giao dịch gây nên Ví dụ liệu nhập không phát khóa gài tiềm tàng hữu Do lỗi phát sinh trình vận hành hệ thống Lỗi bắt nguồn từ phần thiết bị xử lý/bộ vi xử lý, nhớ, thiết bị ngoại vi, bị cố Khi bị cố, hệ thống bị ngừng hoạt động Hệ thống chương trình, đặc biệt chương trình điều khiển sinh lỗi Đó lỗi thuật toán, lệnh viết sai, phần lưu trữ chương trình hay virus Các lỗi thường chương trình sở liệu Do cố thiết bị lưu trữ thứ cấp dùng để lưu sở liệu Khi có cố phần tất sở liệu thiết bị xem bị hủy hoại truy cập cách bình thường Do lỗi thông điệp, thông điệp vô trật tự, thông điệp bị thất lạc không phân phối thông điệp cố khác liên quan đến đường truyền Phương pháp tổng quát cho việc khắc phục bốn loại cố trình bày bảng [4] Bảng Phương pháp tổng quát khắc phục cố TT Loại cố Sự cố giao dịch Sự cố vị trí Sự cố phương tiện Sự cố đường truyền Cách khắc phục [CKP1] + [CKP2] Hủy bỏ giao dịch, sau đặt lại sở liệu trạng thái trước khởi động giao dịch [CKP2] Thiết kế nghi thức ủy thác nguyên tử không bị phong tỏa [CKP0] Được xem vấn đề cục vị trí, không xem xét trường hợp hệ thống phân tán [CKP2] Sử dụng đếm thời gian chế hạn để theo dõi xem qua kể từ vị trí gửi không nhận thông điệp trả lời vị trí đến Phát triển giải pháp kỹ thuật đảm bảo gắn bó liệu Để dễ dàng mô tả giải thuật đảm bảo gắn bó liệu phân tán, giả thiết rằng, vị trí nguồn giao dịch tiến trình thực thao tác nó, tiến trình gọi điều phối viên (Coordinator) Điều phối viên trao đổi với thành viên (Participant) vị trí có tham gia vào việc thực thao tác giao dịch Cải tiến giải thuật hai pha tuyến tính ( Linear 2PC ) [4], giải thuật MAONT [1], ta thiết kế giải thuật mà thành viên trao đổi với Có thứ tự vị trí hệ thống dành cho việc giao tiếp Chúng ta giả thiết thứ tự vị trí có tham gia vào việc thực giao dịch 1, 2,…, N với điều phối viên vị trí thứ tự (Giải thuật minh họa hình 1) Theo mô hình hình vẽ, ta có đối tượng sau : C1, C2, , Cn Client truy cập Web Server trình duyệt Web Servlets đối tượng xử lý yêu cầu gửi từ Ci, i=1,n TPC-Server-App1, TPC-Server-App2, , TPC-Server-AppN RMI Server cài đặt thuật toán 2PC tuyến tính (Linear Two Phase Commit - TPC) TPCMonitorServer trình giám sát cho phép hiển thị trình dịch chuyển danh sách di chuyển [6] trình xử lý TPC-Server-Appi, i = 1,N ConnectionPool chương trình điều khiển liên kết sở liệu dùng chung Database1, Database2, , DatabaseN sở liệu quan hệ phân tán mạng Mô tả hoạt động : Các C1, C2, , Cn Client truy cập vào Web Server trình duyệt Web Các yêu cầu đòi hỏi việc xử lý phải truy vấn đến sở liệu phân tán Do việc xử lý thành công hay không phụ thuộc vào kết tất truy vấn Điều có nghĩa là, xử lý thành công tất truy vấn thành công, ngược lại, xử lý không thành công có truy vấn bị lỗi không thực Khi nhận yêu cầu từ Ci, i=1,n, Servlet dựa vào yêu cầu để thành lập nên danh sách Database Server truy vấn câu lệnh SQL tương ứng thực Server Việc thành lập danh sách câu lệnh SQL truy vấn Database Server dựa theo thứ tự ưu tiên SELECT, DELETE, UPDATE, INSERT Sau thành lập danh sách di chuyển, Servlet chuyển danh sách di chuyển cho TPC-ServerApp danh sách di chuyển thông qua phương thức gọi từ xa RMI Mỗi TPC-Server-App cài đặt giao diện cung cấp phương thức xử lý theo thuật toán 2PC tuyến tính với tham số danh sách di chuyển, mục danh sách trả kết danh sách kết truy vấn Server đứng phía sau danh sách di chuyển public interface TPCApp extends Remote { public ResultQueryList queryApp(MovableList RemoteException; } movableList,int index) throws Nếu trình xử lý TPC-Server-App bị lỗi kết trả null Dựa vào kết trả này, TPC-Server-App commit rollback transaction quản lý Như vậy, TPC-Server-App nhận danh sách di chuyển, TPC-ServerApp bắt đầu transaction để thực câu lệnh SQL truy vấn CSDL cục thông qua kết nối CSDL lấy từ ConnectionPool cục Tiếp theo, TPC-Server-App tăng mục danh sách di chuyển lên chuyển danh sách di chuyển đến TPC-ServerApp Quá trình lặp lại kết thúc danh sách di chuyển Tại Server cuối danh sách di chuyển, việc truy vấn CSDL cục thành công, TPCServer-App commit transaction trả kết ResultQueryList khác null Dựa vào kết trả này, Server đứng trước danh sách di chuyển commit rollback transaction cục trả kết cho Server liền trước Khi Servlet nhận kết null có nghĩa xử lý không thành công Ngược lại, Servlet tiếp tục xử lý kết nhận để trả cho Client Các bước giải thuật đề xuất nhằm minh họa cho việc cải tiến giải thuật MAONT giải thuật hai pha tuyến tính mô tả qua hình Việc triển khai xây dựng chương trình ngôn ngữ lập trình Java với thư viện RMI tiến hành thực nghiệm sau đạt kết định Riêng kết thực nghiệm trình bày phần đề tài nghiên cứu Kết luận Đề tài phát triển phương pháp đảm bảo gắn bó liệu điều kiện có cố hệ thống thông tin đăng ký mạng Internet/Intranet sâu nghiên cứu đạt kết sau : Phân tích toán đảm bảo gắn bó liệu hệ thống phân tán, làm sở cho lớp toán đăng ký thông tin từ xa mạng Internet/Intranet Đưa giải pháp đảm bảo tính gắn bó liệu điều kiện có cố hệ thống thông tin phân tán Đó giải pháp 2PC danh sách di chuyển Ưu điểm giải pháp không cho phép xử lý liệu phân tán mà cập nhật chương trình môi trường phân tán, chia công việc cho nhiều Server 2PC danh sách di chuyển đáp ứng yêu cầu cấu hình động tăng giảm số lượng Server hệ thống Tiến hành thực nghiệm giải pháp 2PC danh sách di chuyển ngôn ngữ lập trình Java với hệ quản trị sở liệu SQL Server 2000 thông qua toán đăng ký tour du lịch từ xa TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Đình Hân, Lê Văn Sơn, Phát triển giải pháp kỹ thuật đảm bảo gắn bó liệu cho [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] hệ thống thông tin đào tạo mạng Internet/Intranet, Tạp chí Khoa học Công nghệ, số 46-47(2004) Nguyễn Phương Lan, Hoàng Đức Hải, Java Lập trình mạng, NXB Giáo dục, 2001 Phạm Hữu Khang , Lập trình ứng dụng chuyên nghiệp SQL Server 2000, Tập I II, NXB Lao động - Xã hội, 2002 M Tamer Ozsu, Patrick Valduriez, Trần Đức Quang biên dịch, Nguyên lý hệ sở liệu phân tán, Tập I II, NXB Thống Kê, 1999 Lê Văn Sơn, Hệ tin học phân tán, NXB ĐH Quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2002 Lê Văn Sơn, Đặng Hùng Vĩ, Nghiên cứu phát triển hệ thống thông tin dạy học mạng Internet/Intranet, Tạp chí Khoa học & Công nghệ,Đại học Đà Nẵng, số 4.2003 E Simon and P Valduriez, Integrity Control in Distributed Database Systems, In Proc 19th Hawaii Int Conf on System Sciences, January 1986 http://www.javasoft.com http://java.sun.com/products/jdk/rmi  ... đảm bảo tính gắn bó liệu phân tán điều kiện có cố phục vụ cho hệ thống thông tin đăng ký Tác động cố việc gắn bó liệu Nhằm nghiên cứu phát triển phương pháp đảm bảo gắn bó liệu cách khả thi điều. .. tài phát triển phương pháp đảm bảo gắn bó liệu điều kiện có cố hệ thống thông tin đăng ký mạng Internet/ Intranet sâu nghiên cứu đạt kết sau : Phân tích toán đảm bảo gắn bó liệu hệ thống phân tán,... toán đăng ký thông tin từ xa mạng Internet/ Intranet Đưa giải pháp đảm bảo tính gắn bó liệu điều kiện có cố hệ thống thông tin phân tán Đó giải pháp 2PC danh sách di chuyển Ưu điểm giải pháp không