книги2 / монография 31

несколько эвристик, которые дают возможность эффективно, с приемлемой точностью и в необходимые моменты времени перераспределять реплики между узлами мобильной сети, удалять неиспользуемые реплики, синхронно изменять содержимое идентичных реплик в разных узлах сети. Реплики элементов данных перемещаются через заданные интервалы времени переменной длительности, отсчет этих интервалов времени ведется автономно в каждом узле сети. Величина интервала времени рассчитывается в каждом узле при каждом запуске алгоритма. Интервал времени передислокации увеличивается или уменьшается в зависимости от частоты изменений состава реплик элементов данных, размещенных в узле. Новое местоположение реплик определяется с учетом нескольких параметров мобильной сети, алгоритм передислокации реплик работает в каждом узле сети независимо от других узлов сети.

Эти особенности предложенной модели и эвристического алгоритма позволяют обеспечивать высокую степень доступности и сохранности данных, используемых в мобильной сети.

Предлагаемый метод обеспечивает приоритет репликации данных в узлах сети в соответствии с потребностями каждого отдельного узла в тех или иных данных, т.е. предпочтение для репликации в узлах получают наиболее часто используемые элементы данных. Данное свойство алгоритма передислокации реплик позволяет существенно снизить нагрузку на каналы связи мобильной сети, повышает степень доступности данных и тем самым повышает эффективность работы всей мобильной сети MANET.

Особенности предложенной модели, использующей ряд эвристик, обеспечивают высокую эффективность самой модели и алгоритма передислокации реплик, разработанного на основе этой модели.

199

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Вданной работе кратко рассмотрен ряд методов решения актуальной задачи обеспечения сохранности данных в таких сложных системах, как распределенные системы различного масштаба и назначения.

Распределенные системы получили за последние десятилетия широчайшее распространение во многих областях деятельности человека. Такие системы используются в промышленности, торговле, банковском деле, здравоохранении, системы связи, в обучении и в военных областях. Распределенные системы обслуживают огромное количество пользователей, обрабатывают и хранят гигантские объемы информации разного рода. Хранимая в таких системах информация имеет огромную ценность.

Все это обуславливает чрезвычайную важность и актуальность разработки формальных методов и практических средств обеспечения сохранности информации в распределенных системах.

Вработе представлено большое количество формальных моделей и методов обеспечения сохранности данных разного типа в распределенных системах, имеющих различное назначение и различающихся технологиями своей работы. Приведены формальные модели и примеры их использования при формулировке задач оптимального резервирования и репликации файлов данных и фрагментов таблиц в распределенных системах. Представлены алгоритмы решения этих оптимизационных задач и примеры их решения с использованием данных алгоритмов.

Материал работы основан на использовании большого количества источников, что является еще одним достоинством данной работы.

Материал работы может быть полезен ученым, занимающимся проблемами сохранности данных, а также аспирантам и студентам соответствующих специальностей.

200

ЛИТЕРАТУРА

1.Mahmoud S.A., Riordon J.S. Optimal Allocation of Resources in Distributed Information networks //ACM Transactions on Database Systems. – 1976. – Vol. l, – №.4. – P. 66–78.

2. Chu W.W, File Allocation in a Multiple Computer System // IEEE Transactions on Computers. – 1969. – Vol. C.– 18, – № 10. – P. 885– 889.

3.Кульба В.В. Цвиркун А.Д. Некоторые задачи оптимального резервирования информационных массивов // Автоматика и телемеханика. – 1971. – №6. – C. 92– 98.

4.Morgan H. L., Levin K. D. Optimal program and data locations in computer networks // Commun. ACM. – 1977. – Vol. 20. – №. 5. – P. 315–322.

5.Coffman E.G., Gelenbe E., Platean B. Optimization of the number of copies in a distributed data base // IEEE Transactions of Software Eng.

– 1981. – Vol. 7. – №. 1. – P. 78–84.

6.Mahmoud S., Riordon J.S. Optimal Allocation of Resources in Distributed Information networks // ACM Transactions on Database Systems. – 1976. – Vol.l. – №.4. – P. 66-78.

7.Garcia-Molina H. Reliability Issues for Fully Replicated Distributed Databases // Computer. –1982. – Vol. 15, –№. 9. – P. 34–42.

8.Кульба В.В. Анализ стратегий резервирования информационных массивов в АСУ // Методы и модели планирования и управления в дискретных производственных системах: Сб. трудов. вып. 14. / Ин-т пробл. упр. – М. – 1977. – С. 20– 32.

9.Сомов С.К. Резервирование программных модулей и информационных массивов в сетях ЭВМ: диссертация кандидата технических наук. – М.: ИПУ РАН. – 1983. – 217 с.

10.Мамиконов А.Г. Анализ стратегий ре-зервирования программных модулей и информационных массивов в сетях ЭВМ / А.Г.

Мамиконов, В.В. Кульба, С.К. Сомов / Автоматика и телемеханика. – 1984. – №2. – С. 149–159.

201

11. Кульба В.В. Резервирование данных в сетях ЭВМ / В.В. Кульба., С.К. Сомов, А.Б. Шелков А.Б. / – Казань: Издательство казанского университета. – 1987. – 175 с.

12. Коннолли Т., Бег К. Базы данных. Проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика. 3-е издание — М. : Издательский дом «Вильямc». –2003. – 1440 с.

13.Kemme B. Data Replication Электронный ресурс // Encyclopedia of Database Systems / Ed. by Ling Liu, M.Tamer ¨ Ozsu. Springer US.

–2009. –P.626–630. URL: https://link.springer.com/referenceworkentry/10.1007/978-0-387- 39940-9_110 (дата обращения 01-09-2022).

14.Charron-Bost B., Pedone F., Schiper A. (ed). Replication: Theory and Practice. (Lecture Notes in Computer Science. v. 5959). – NY.: Springer. –2010. – 290 p.

15.Singh. A., Kahlon S.K., Virk R.S. Nonreplicated Static Data Allocation in Distributed Databases Using Biogeography-Based Optimization // Chinese Journal of Engineering.–2014.–P.1–9. DOI:10.1155/2014/785321

16.Панасенко А. Основные системы хранения данных и их особенности. Электронный ресурс // Anti-Malware – 2009 URL: http://www.anti-malware.ru/data_storage_technologies_review

(дата обращения 03-03-2022).

17 Система хранения данных – СХД Электронный ресурс // URL https://www.tadviser.ru/a/53839 (дата обращения 03-08-2022).

18.Souri A., Rahmani A.m. A Survey for Replica Placement Techni-ques in Data Grid Environment // I.J. Modern Education and Com-puter Science. – 2014. – Vol. 5. – P. 46–51.

19.Loukopoulos T., Ahmad I., Papadias D. 2002. An Overview of Data Replication on the Internet // Proceedings of the International Symposium on Parallel Architectures, Algorithms and Networks (ISPAN.02).— 2002.— P. 6.

202

20.Singh. A., Kahlon S.K., Virk R.S. Nonreplicated Static Data Allo-cation in Distributed Databases Using Biogeography-Based Optimization // Chinese Journal of Engineering. — 2014. — P. 1-9

21. Чернышев Г.А. Обзор подходов к организации физического уровня в СУБД //– СПб.: Труды СПИИРАН. 2013. – Вып. 1(24). –

c. 222 – 275.

22.Szymaniak M., Pierre G., Steen M.van. Latency-Driven Replica Placement.// IPSJ Digital Courier. –2006. – Vol.2. – P. 561-572.

23.Rivera-Vega P., Varadarajan R., Navathe S. Scheduling data redistribution in distributed databases // Proceedings. Sixth International Conference on Data Engineering. – 1990, – P.166–173, doi: 10.1109/ICDE.1990.113466.

24.Gavish B., Sheng O. Dynamic File Migration in Distributed Com-puter Systems. // Communications of the ACM. – 1990, –Vol.33. – № 2. – P.14.

25.Singh A., Kahlon K.S., Virk R.S. Nonreplicated Static Data Allo-cation in Distributed Databases Using Biogeography-Based Optimization // Chinese Journal of Engineering. –V.2014. – P 9. DOI:10.1155/2014/785321

26.Hauglid J. O., Ryeng N. H., Norvag K. DYFRAM: dynamic fragmentation and replica management in distributed database systems

Электронный ресурс // Distrib. Parallel Databases. – 2010. – Vol. 28. – P. 157–185. URL: https://link.springer.com/article /10.1007%2Fs10619-010-7068-1 (дата обращения 2019-02-05).

27.Ozsu M. T., Valduriez P. Principles of Distributed Database Systems, 4th Edition // Springer. — 2020. — P. 674.

28.M van Steen, Tanenbaum A.S. Distributed Systems. 3rd edition (2017)

Электронный ресурс // URL: https://www.distributedsystems.net/index.php/books/ds3 (дата обращения 07-08-2022).

29. Сомов С.К. Сохранность информации в распределенных системах обработки данных // – М.:ИПУ РАН. – 2019. – 254 с.

ISBN 978-5-91450-235-2.

203

30.Кристофидес Н. Теория графов. Алгоритмический подход. Пер.

с англ.// – М.: Мир. – 1978. – 432 с. (Christofides N. Graph Theory: An Algorithmic Approach. Academic Press. 1975).

31.Tambulea L., Horvat. M. Dynamic Distribution Model in Distributed Database // Int. J. of Computers, Communications & Control, ISSN 1841-9836, E-ISSN 1841-9844. – Vol. III. –2008, Suppl. issue: Proceedings of ICCCC 2008, – P. 512–515.

32.Abdalla H.I. A New Data Re-Allocation Model for Distributed Database Systems // International Journal of Database Theory and Application. –2012. –V.5, –№.2, – P. 45–60.

33.Peter M. G. Apers. Data Allocation in Distributed Database Systems // ACM Transactions on Database Systems. – Vol. 13. – №. 3. – 1966.

– P. 263– 304.

34.Tamhankar A and Ram S. Database fragmentation and allocation: an integrated methodology and case study / in IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics - Part A: Systems and Humans. —

1988, – vol. 28, – no. 3, – P. 288–305. URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/668961. (дата обращения 15- 01-2022).

35. Abdalla H.I.,Amer A.A., Mathkour H. A. Novel Vertical Fragmentation, Replication and Allocation Model in DDBSs // Journal of Universal Computer Science. –2014. – V. 20, –N. 10. –P. 1469– 1487.

36. Gupta,S.,Panda S. Vertical Fragmentation, Allocation and ReFragmentation in Distributed Object Relational Database Systems- (Update Queries Included) / International Journal of Engineering Research and Development. – 2012. – V. 4, – N. 7. – P. 45– 52.

37.Guinepain S., Gruenwald L. Research issues in automatic database clustering. SIGMOD Rec. 2005. / – 2005. – Vol. 34. – P. 33–38.

38.Agrawal S., Narasayya V., Yang B. Integrating vertical and horizontal partitioning into automated physical database design // Proceedings of ACM SIGMOD International Conference on Management of Data. – 2004. – P. 359–370.

204

39.Rizik M. and others. A New Approach for Database Fragmentation and Allocation to Improve the Distributed Database Management System Performance // Journal of Software Engineering and Applications. – 2014. –V.7. –P. 891–905.

40.Сомов С.К. Создание информационно-технологического резерва в распределенных системах обработки данных // Проблемы управления. – 2018. – №3. – С. 40-46.

41.Кульба В. В. Теоретические основы проектирования оптимальных структур распределенных баз данных / В. В. Кульба, С. С. Ковалевский, С. А. Косяченко и [др.]. — М.:СИНТЕГ, 1999. – 660 с.

42.Кузнецов Н.А. Методы анализа и синтеза модульных информационно-управляющих систем / А.Н. Кузнецов Н.А., В.В. Кульба., С.С. Ковалевский. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. — 800 c.

43.Мамиконов А.Г. Типизация разработки модульных систем обработки данных/ В.В. Кульба., С.А. Косяченко. — М.:Наука, 1989. — 163 с.

44.Теоретические основы проектирования информационно-

управляющих систем космических аппаратов /В.В. Кульба, Е.А. Микрин, Б.В. Павлов, В.Н. Платонов; под ред. Е.А. Микрина ; Ин- т проблем упр. Им. Трапезникова РАН. – М.: Наука, 2006. – 579 с.

45.Мамиконов А.Г, Кульба В.В. Синтез оптимальных модульных СОД. — М.: Наука, 1989. — 276 с.

46.Denning P.J. The Locality Principle/Communications of the ACM. – 2005, – V 48, – Iss. 7. – PP: 19–24.

47.Hababeh, I. Improving Network Systems Performance by Clustering Distributed Database Sites / The Journal of Supercomputing. – 2012.

– V.5. – N.9. – pp. 249–267.

48.Kaundal G., Kaur S., Vashisht S. Review on Fragmentation in Distributed Database Environment/ IOSR Journal of Engineering (IOSRJEN). – 2014. – V. 4, – Iss. 3. – PP. 28-32.

205

49.Fuaad H.A., and oth. A Survey on Distributed Databases Fragmentation, Allocation and Replication Algorithms/ Current Journal of Applied Science and Technology (CJAST). – 2018, – p.12.

50.Kulba V., Somov S., Merkuryev Y. Placement of Data Array Replicas in a Distributed System With Unreliable Communication Channels. /Applied Computer Systems. – 2019. – V.24. – No.1, - pp.69-74.

51.Сомов С.К. Эвристический подход к динамическому размещению фрагментов таблиц распределенных данных. // Проблемы управления безопасностью сложных систем. Материалы XXVII международной конференции/– 2019. –Москва: ИПУ РАН. – pp.192–197

52.Кармен Т.Х. и др. Алгоритмы: построение и анализ, 2-е издание.

– М.: Издательский дом “Вильямс”, – 2005. – с. 1296.

53.Микрин Е.А., Сомов С.К. Обзор моделей и методов обеспечения сохранности данных в распределенных системах обработки данных / Информационные технологии и вычислительные системы - 2017, – No. 4. – С. 5– 28.

54. Беспроводные самоорганизующиеся сети/ URL: https://crossgroup.su//solutions/data_transfer/adhoc_nets.html (дата обращения 2021-12-29).

55.Basagni S. et al. Mobile ad hoc networking / John Viley & sons, Inc., publication. – 2004. – p.461

56.IEEE Standard for Information technology. 802.11.– 1997. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications // URL: http://hccc.ee.ccu.edu.tw/standards/802_11-1997.pdf (дата обращения 2021-12-29).

57.Priya K., Mujeebudheen K.,Preetha K. Demand Based Data Replication in MANETs/ Computer Science. 2013 Third International Conference on Advances in Computing and Communications. –2013.

– pp: 441–444.

58.Abuqaddom I., Hammo B. A Survey of Data Replication Techniques for MANET Databases / 2nd International Conference on the Applications of Information Technology in Developing Renewable

206

Energy Processes & Systems (IT-DREPS) – 2017. – P.7./URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/8277806. (дата обращения 2021-12-22).

59.Padmanabhan P. and ath. A survey of data replication techniques for mobile ad hoc network databases. 2008. VLDB Journal. V.17. N.5. pp: 1143–1164. DOI: 10.1007/s00778-007-0055-0. (дата обращения 2021-12-29).

60.Palanisamy C., Renuka Devi B. MANET Routing Protocols Performance Evaluation in Mobility/–2012/URL: https://www.researchgate.net/publication/221927575_MANET_Rout ing_Protocols_Performance_Evaluation_in_Mobility. (дата обращения 02.09.2020).

61.Hrituparna P., Prodipto D. Performance Evaluation of MANET Routing Protocols/ IJCSI International Journal of Computer Science Issues, – Vol. 9, – Issue 4, – No 2, –2012, – P. 449 – 456. (дата обращения 02.09.2020).

62.Hara T. Effective replica allocation in ad hoc networks for improving data accessibility / Proc. IEEE Infocom – 2001, – P.1568– 1576.

63.Hara T. Replica Allocation Methods in Ad Hoc Networks with Data Update / Mobile Networks and Applications 8, – 2003, P. 343 – 354.

64.Madria, S.K., Bhargava B. Improving Data Availability In Mobile Computing Using Prewrite Operations / Computer Science Technical

Reports. – 1997. Paper 1369. URL: https://docs.lib.purdue.edu/cstech/1369/ (дата обращения 2018-04- 12).

65.Madria, S.K. et al. Data organization issues for location-dependent queries in mobile computing / Department of Computer Science

Technical Reports. – 1999. URL: https://docs.lib.purdue.edu/cstech/1468/ (дата обращения 2018-04- 12).

66.Sun X., et al. Dynamic data replication based on access cost in distributed systems / Proceeding of the 4th IEEE International Conference on Computer Sciences and Convergence Information Technology. – 2009. – P: 829–834.

207

67.Yu H., Vahdat A. Minimal replication cost for availability. Proceeding of the 21st ACM Symposium on Principles of Distributed Computing (PODC) USA, – 2002, – P: 98– 107.

68.Shivakumar N., Widom J. User profile replication for faster location lookup in mobile environments/Proceeding of the ACM

MOBICOM’95. Berkeley, CA USA, – 1995, – P: 161– 169.

69.Wu S.Y., Chang Y.T. A user-centered approach to active replica management in mobile environments / IEEE Transactions on Mobile Comput., – 2006. – V.5(11). – P:1606–1619.

70.Zhang, Y., et al. Data replication in mobile tactical networks/ Proceeding of the Military Communication. – 2011, – P.7.

71.Nukarapu., et al. Data replication in data intensive scientific applications with performance guarantee / IEEE transactions on parallel and distributed systems. – 2011. – V.22(8). – P: 1299–1306.

72.Винокуров В. М. и.др. Маршрутизация в беспроводных мобильных Ad hoc-сетях / Доклады ТУСУР. – 2010. – № 2(22). – Ч. 1. – С. 288 – 292.

73.M van Steen, Tanenbaum A.S. Distributed Systems. 3rd editionЭлектронный ресурс // URL: https://www.distributedsystems.net /index.php/books/distribu-ted-systems-3rd-edition-2017. (дата обращения 07-03-2019).

208