分布式计算中的数据传输与管理的研究与实现

2017-07-12李达清

科学中国人 2017年20期

关键词：分布式计算透明性线程

李达清

湖南师范大学文学院

分布式计算中的数据传输与管理的研究与实现

李达清

湖南师范大学文学院

分布式计算中的数据传输管理技术是有限元计算理论与计算机技术的共同支持下的阐述，它对复杂工程设计分析问题的解决有着积极的促进作用。本篇文章主要从分布式计算核心技术中的基础要素入手，对其进行了探究。

分布式计算；数据传输；传输技术

前言

随着现代力学、计算数学等学科的发展，计算机技术与传统有限元计算技术之间的融合，为超大有限元在数据分析过程中表现出来的分析过长的问题的解决提供了一定的帮助。分布式有限元原型系统的构建，可以为数据传输问题和数据管理问题的解决，提供一定的帮助。

1 、分布式计算核心技术基础概述

从我国分布式核心技术的发展现状来看，这一技术经历了理想化技术路线和现实性技术路线两种不同技术路线[1]。在具有互联性的计算机硬件中构建全新的分布式操作系统，是理想化技术路线的主要内容。在网络计算平台中部署分布计算环境是现实性技术路线的主要特点。这种现实路线在工业领域的应用，已经为用户提供了一些广为用户接受的产品。在21世纪初，以自主多Agent为主要特征的第三代分布式技术已经开始得到了应用。

2 、分布式通信技术的基础

2.1 计算机网络通信的物理基础

以主干网、中级网和本地网为核心的层次结构是互联网所采用的主要传输结构。网络传输介质和网络互联设备是计算机网络连接中的物理基础。以双绞线、通州电缆和光缆为代表的硬介质和以微博红外线为代表的软介质是网络传输介质的主要组成部分。通信协议是计算机网络通信系统的保障性因素。

2.2 传输控制协议与用户数据报协议

TCP和UDP是数控传输的两种主要方式。TCP可以在对提供大量数据进行传递的同时，对数据的准确性进行保障。这一系统中的差错校验机制、数据恢复机制和数据的重新传输机制就成为了分布式通信传输中的基础要素。UDP是一种无连接协议的数据传输方式，它尽可以对少量的数据进行传输。在这一传输方式的应用过程中，用户并不需要构建专门的通信连接。它可以借助计算机之间的不同IP进行数据传输，因而UDP可以提供单向化的数据传输。

3 、分布式计算中的数据传输关键技术

3.1 异构平台之间的传输

分布式透明性是分布式对象系统中的封装特性中不可缺少的内容[2]。在分布式透明性的影响下，传统的对象系统中所追求的评比实现服务的细节目标会得到充分实现。位置透明性、访问透明性、持久透明性是分布透明性的主要表现。在一些运行的程序之中，存储的信息都会被表示成数据结构。这样字节顺序就在数据的传输过程中发挥出了较为重要的作用。一些正在传输的字节会以网络字节需作为其标准顺序。在程序包的发送过程中，主机的字节序会转变为网络字节序，数据包的接收过程中，网络字节序又会重新转变为主机字节序。

3.2 并发处理技术

并发技术的应用，可以在数据传输过程中对多个用户的并发通信请求进行有效处理。为了对共享资源访问过程中存在的冲突进行有效避免，在数据传输过程中，以下方式是对冲突问题进行解决的有效方式。首先，临界区的设置合一对多个线程对同一个代码进行访问的问题进行有效避免，在将一个在传输过程中经常被调用的函数的代码段设置为临界区以后，在某一线程进入该区以后，其他线程只有在这一线程离开该区以后才能进入到该区之中。在第二个线程在第一个线程为离开临界区的情况下强行进入这一区域，系统可以对第二个线程进行锁住。第二，在多个程序共享资源的情况下，系统可以对互斥技能进行发挥。在数据传输过程中，互斥也可以对两个线程在同一时刻访问同一资源的问题进行避免。这一技术可以在整个分布式计算系统中得到应用，因而互斥技术的适用范围更为广泛。

4 、提高传输技术的策略

4.1 对多线程技术进行应用

从程序的角度来看，线程主要指的是系统中的一段顺序指令序列[3]。它可以分为就绪态、运行态和挂起态。它与进程状态空间之间也存在着相同性的特征。多线程系统的应用，可以让每一个线程在获得一种优先级别。在线程有限度相同的情况下，处理器资源的调度分配机制可以让获得处理器资源的线程在规定的时间片内执行，这就可以让系统的使用效率得到提升。

4.2 根据协议先确认再发送

在分布式计算中的数据传输、管理模式下，在数据信息发送之前，信息的传送方和接收方需要对自己与对方之间的通讯情况进行确认，进而在数据的传输过程中对冗余数据问题进行有效避免。在客户端的数据发生变化的情况下，传输申请向服务器端提交变化后的数据的过程中对此一个重要措施。在接收到申请以后，服务器可以从本地情况入手，对数据信息的接收情况进行判断，并在对这一环境进行确认以后，向客户端发送确认传送数据的信息。

4.3 服务器端内存资源的应用

内存缓冲区在服务器端的设置，可以让一些在数据传输过程中刚刚产生变化的数据存储到这一区域之中。在其他客户端对这一数据进行提取的过程中，系统就可以从缓冲区中对这一信息进行提取。这一机制可以在对数据访问时间进行降低的基础上，对系统的性能进行提升。