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数据通信作为当今最具潜力的电信新业务，在近几年得到了快速的发展，呈现了旺盛的生命力和巨大的市场潜力。下面是我为大家整理的数据通信 毕业 论文 范文 ，供大家参考。

《 网络数据通信隐蔽通道技术研究 》

摘要：随着科学技术的不断发展， 网络技术 也发生了日新月异的变化。 文章 通过对网络数据通信中的隐蔽通道技术的介绍，进一步就网络通信中隐蔽通道存在的技术基础和实现原理进行了探讨，并对网络通信隐蔽通道技术进行了深入的研究与分析。与此同时对隐蔽通道的检测技术进行了讨论，提出了一系列针对网络安全的防范 措施 。

关键词：网络数据通信;隐蔽通道;隐写术;网络通信协议

根据现代信息理论的分析，层与层之间的通信在多层结构系统中是必须存在的，在此过程中需要安全机制来确保通信的正确性和完整性。在经授权的多层系统的各层之间通信信道上可以建立可能的隐蔽通信信道。在远古时代的简单军事情报传输系统中就已经出现了最原始的多层结构通信系统，而现代的计算机网络也只是一个多层结构通信系统，因此，隐蔽通道会在一定程度上威胁计算机网络系统的安全。

1隐蔽通道的概述

简单来说，隐蔽通道属于通信信道，将一些不安全信息通过通信信道传输隐蔽信息，而且不容易被管理者所察觉。换句话就是借助某个通信通道来完成对另一通信通道进行掩护的目的。一旦建立隐蔽通道以后，都希望通道能够长时间有效运行，由此可见，通道技术的关键是通道隐蔽措施的质量高低。如今，多媒体和Internet技术在各行各业得到了广泛的应用，从而导致隐蔽通道对网络安全造成了较大的威胁，只要与外界保持联系，就不能从根本上清除隐蔽通道所造成的威胁。隐蔽通道按照存在环境的不同可以划分为网络隐蔽通道和主机隐蔽通道两大类。主机隐蔽通道一般是不同进程主机之间所进行的信息秘密传输，而网络隐蔽通道一般是不同主机在网络中完成信息的秘密传输。通常情况下，隐蔽通道通信工具能够在数据报文内嵌入有效的信息，然后借助载体进行传输，传输过程通过网络正常运行，不会被系统管理者发现，从而实现有效数据的秘密传输。攻击者与其控制的主机进行信息传输的主要方式就是建立网络隐蔽通道。利用隐蔽通道，通过网络攻击者将被控主机中的有效数据信息传输到另一台主机上，从而实现情报的获取。与此同时，攻击者还可以将控制命令通过隐蔽通道传输到被控主机上，使被控主机能够长期被攻击者控制。因此，对隐蔽通道的基本原理和相关技术进行研究，同时采取措施对网络隐蔽通道的检测技术进行不断的改进和完善，从而能够及时、准确地发现被控主机，并将其与外界的联系及时切断，对网络安全的提升和网络中安全隐患的消除有十分重要的意义。

2网络数据中隐蔽通道的工作原理及类型

与传统网络通信相比发现，借助隐蔽通道进行通信只是对交换数据过程中所产生的使用机制进行改变。而隐蔽通道将数据从客户端传向服务器的过程中，双方会借助已经协定好的秘密机制将传输的数据嵌入载体中，与正常通信流量没有太大区别，实现了通信的隐藏，接收到传输的数据之后对相应的数据进行提取，再从伪装后的数据中分离出秘密数据。

基于“隧道”的隐蔽通道

基于“隧道”技术的隐蔽通道是目前最为常见的隐蔽通道，也就是我们通常所说的协议隧道。理论上来说，隧道技术需要在一种协议上辅以另外一种协议，而且任何一个通信协议都可以传输其他的协议。例如SSH协议可以用来传输TCP协议，首先将服务信息写入SSH信息内，由于SSH通道已经被加密和认证，信息便可以通过SSH通道进行传输。攻击者为了防止系统管理员发现，通常采用各种协议来建立隐蔽通道。

直接隧道

通信双方直接建立的协议隧道被称为直接隧道，以ICMP协议建立隐蔽隧道为例进行详细的说明。在网络通信过程中ICMP报文是比较常用的报文形式，测试网络连通性的工具常用PING，其一般是需要发送ICMP请求报文，并接收ICMP应答报文，从而对主机是否可达进行判断。PING作为诊断工具被广泛应用于网络中。所以，通常情况下人们会选择通过ICMP回显应答报文和ICMP回显请求报文来构建隐蔽通道。通常情况下，发送端能够对ICMP报文中的序列号字段和标识符进行任意的选择，应答中这些值也应该会回显，从而使得应答端能够将请求和应答报文准确地匹配在一起，另外，还应该回显客户发送的选项数据。根据相关规范我们能够借助ICMP包中的序列号、标识符和选项数据等来秘密携带数据信息。通常情况下，对于ICMP报文来说，入侵检测或防火墙等网络设备只能够完成首步的检查，因此，使用ICMP进行隐蔽通道的建立时通常选择将需要传输的数据放到选项数据中。除此之外，还有使用IGMP，HTTP,DNS等协议来进行隐蔽通道的建立，且 方法 与ICMP类似，这类隐蔽通道具有准实时的特点，可以使客户机与服务器直接通信。

间接隧道

通信双方借助第三方中转所构建起来的协议隧道被称之为间接隧道，下面将会以SMTP协议所构建的隐蔽通道为例来对其进行分析。对于SMTP协议来说，一般要求发送者将信件上传到Mail服务器上，然后接受者才能够从服务器中获取自己所需要的信件。这样一来攻击者就会想办法将目标系统上所进行的命令写到信件中，通过Mail服务器，目标系统接收将要执行的文件，并将最终的执行结果传输到信箱中，此时攻击者可以借助收信这个环节来得到自己所需要的信息，这样就形成了隐蔽通道。在这种隐蔽通道中，目标系统和攻击者一般是借助第三方中转来紧密地衔接在一起，该间接通信在一定程度上提高了信道的时延，与直接隧道相比不再具有实时性。但由于系统目标和攻击者是通过第三方建立的联系，使得目标系统对攻击者没有任何直接的联系，不再需要知道攻击者，攻击者更具安全性。除此之外，使用FTP，LDAP，AD等协议建立隐蔽通道与SMTPA协议的做法类似，根据目标系统的基本要求和特征可以对其进行灵活的选用。

使用报文伪装技术构建隐蔽通道

通过“隧道”构建隐蔽通道具有高效的特征，但要想保证其安全性在实际过程中得到广泛的应用就需要对相关数据进行加密处理。此外，还有一种隐蔽通道的方法是使用报文伪装技术，就是将一些数据插入到协议报文的无用段内。例如可以借助TCP和IP中所含有的包头段内空间进行隐蔽通道的构建。下面以IPIdentification携带数据为例对其中所构建的隐蔽通道进行介绍，其一般需要将数据的编码放入客户IP包的Identification内，再从服务器中将数据编码取出就可以了。与之类似的做法是可以将数据放入Options、Padding等字段中。由此可见，使用报文伪装技术建立隐蔽通道虽然损失了效率，但安全性却更高了。

使用数字水印技术来构建隐蔽通道

数字水印技术对被保护的版权信息的隐藏有非常大的帮助。近年来，随着科学技术的不断进步，国内外大部分研究人员对数字水印技术进行了大量的研究，并提出了大量的解决方案。通常情况下，可以将数字水印技术划分为基于变换域的水印方案和基于时空域的水印方案两类。然而借助数字水印技术建立隐蔽通道就是将需要传送的秘密信息代替版权信息嵌入到数字水印中。在实际的操作过程中信息的载体一般为文本、静态图像、视频流、音频流等，因此，这种隐蔽通道具有很强的隐蔽性和稳健性。

基于阈下通道建立隐蔽通道

SimmonsGJ于1978年提出了阈下通道的概念，具体定位为：定义1，在认证系统、密码系统、数字签名方案等密协议中构建了阈下信道，其一般是用来传输隐藏的接收者和发送者之间的秘密信息，而且所传输的秘密信息不会被信道管理者所发现;定义2，公开的信息被当做载体，通过载体将秘密信息传输到接收者手中，即为阈下信道。就目前而言，阈下通道通常情况下是在数字签名方案中建立的。以美国数字签名标准DSA和ELGamal签名方案为例对阈下信道的建立进行简单的阐述，美国数字签名标准DSA和ELGamal签名方案都是由三元组(H(_)：r，s)组成的。首先可以对要进行传输或签名的信息 进 行相关预处理，即所谓的压缩操作或编码操作，从而提供更加便捷的使用信道。但是如果消息_较大时，函数h=H(_)能够对_信息进行摘要操作。假设h,r,s的长度均为L,其比特消息签名的实际长度为2L+[log2_]。其中大约有2-L的长度可能会被伪造、篡改或被其他信息所代替。即在2L的附件信息中既存在签名，又有一部分被当作了阈下信道使用。通过这种方式，发送者将要传输的秘密信息隐藏到签名中，并通过事先约定好的协议，接收方可以将阈下信息恢复出来，从而获得了需要的秘密信息。双方通过交换完全无害的签名信息将秘密信息进行传送，有效地避开了通信监听者的监视。

3检测技术介绍

基于特征匹配的检测技术

特征匹配检测技术是借助数据库中特征信息来实现与网络数据流的有效匹配，如果成功匹配就会发出警告。实际上，基于特征匹配的检测的所有操作是在应用层中进行的，这种检测技术攻击已知的隐蔽通道是非常有效的，但误报率较高，且无法检测加密数据，对于攻击模式的归纳和新型隐蔽通道的识别方面不能发挥作用。

基于协议异常分析的检测技术

该技术需要对网络数据流中的信息进行协议分析，一旦发现有违背协议规则的现象存在，就会有报警产生。通过对其中异常协议进行分析可以准确查找出偏离期望值或标准值的行为，因此，在对未知和已知攻击行为进行检测方面发挥着非常重要的作用。

基于行为异常分析的检测技术

该技术是针对流量模型构建的，在监控网络数据流的过程中能够对其流量进行实时监测，一旦与模型的阈值出现差别，将会发出报警。基于行为异常分析的检测技术不仅可以对事件发生的前后顺序进行确认，而且还能够对单次攻击事件进行分析。这种检测技术主要难点在于准确模拟实际网络流量模型的建立上，建立此种模型需要涉及人工智能方面的内容，需要具备相关理论基础，同时还需要花费大量的时间和精力做研究。虽然就目前而言，准确模拟实际网络流量模型的建立还有很大的难度，技术还有待进一步提高和完善，但随着检测技术的不断发展，人们对于此类检测技术的关注度越来越高，相信终有一天模型的建立可以实现。

4结语

隐蔽通道工具不是真正的攻击程序，而是长期控制的工具，如果对隐蔽通道的技术特点不了解，初期攻击检测又失败的状况下，将很难发现这些隐蔽通道。要想防范隐蔽通道，要从提高操作人员的综合素质着手，按照网络安全 规章制度 进行操作，并安装有效的信息安全设备。

参考文献：

[1]李凤华,谈苗苗,樊凯,等.抗隐蔽通道的网络隔离通信方案[J].通信学报,2014,35(11):96-106.

[2]张然,尹毅峰,黄新彭等.网络隐蔽通道的研究与实现[J].信息网络安全,2013(7):44-46.

[3]陶松.浅析网络隐蔽信道的原理与阻断技术[J].电脑知识与技术,2014(22):5198-5200,5203.

《 数据通信及应用前景 》

摘要：数据通信是一种新的通信方式，它是通信技术和计算机技术相结合的产物。数据通信主要分为有线数据通信和无线数据通信，他们主要是通过传输信道来输送数据，达到数据终端与计算机像话连接。数据通信技术的应用对社会的发展产生了巨大的影响，在很大程度上具有很好的发展前景。

关键词：数据通信;应用前景;分类;探究

一、数据通信的基本概况

(一)数据通信的基本概念。数据通信是计算机和通信相结合的产物，是一种通过传输数据为业务的通信系统，是一种新的通信方式和通讯业务。数据主要是把某种意义的数字、字母、符号进行组合，利用数据传输技术进行数据信息的传送，实现两个终端之间数据传输。数据通信可以实现计算机和终端、终端和终端以及计算机和计算机之间进行数据传递。

(二)数据通信的构成原理。数据通信主要是通过数据终端进行传输，数据终端主要包括分组型数据终端和非分组型数据终端。分组型数据终端包括各种专用终端，即：计算机、用户分组拆装设备、分组交换机、专用电话交换机、局域网设备等等。非分组型数据终端主要包括用户电报终端、个人计算机终端等等。在数据通信中数据电路主要是由数据电路终端设备和数据信道组成，主要进行信号与信号之间的转换。在计算机系统中主要是通过控制器和数据终端进行连接，其中中央处理器主要用来处理通过数据终端输入的数据[1]。

二、数据通信的分类

(一)有线数据通信。有线数据通信主要包括：数字数据网(DDN)，分组交换网(PSPDN)，帧中继网三种。数字数据网可以说是数字数据传输网，主要是利用卫星、数字微波等的数字通道和数字交叉复用。分组交换网又称为网，它主要是采用转发方式进行，通过将用户输送的报文分成一定的数据段，在数据段上形成控制信息，构成具有网络链接地址的群组，并在网上传播输送。帧中继网络的主要组成设备是公共帧中继服务网、帧中继交换设备和存储设备[2]。

(二)无线数据通信。无线数据通信是在有线数据的基础上不断发展起来的，通常称之为移动数据通信。有线数据主要是连接固定终端和计算机之间进行通信，依靠有线传输进行。然而，无线数据通信主要是依靠无线电波来传送数据信息，在很大程度上可以实现移动状态下的通信。可以说，无线数据通信就是计算机与计算机之间相互通信、计算机与个人之间也实现无线通信。这主要是通过与有线数据相互联系，把有线的数据扩展到移动和便携的互联网用户上。

三、数据通信的应用前景

(一)有线数据通信的应用。有线数据通信的数字数据电路的应用范围主要是通过高速数据传输、无线寻呼系统、不同种专用网形成数据信道;建立不同类型的网络连接;组件公用的数据通信网等。数据通信的分组交换网应用主要输入信息通信平台的交换，开发一些增值数据的业务。

(二)无线数据通信的应用。无线数据通信具有很广的业务范围，在应用前景上也比较广泛，通常称之为移动数据通信。无线数据通信在业务上主要为专用数据和基本数据，其中专用数据业务的应用主要是各种机动车辆的卫星定位、个人无线数据通信、远程数据接入等。当然，无线数据通信在各个领域都具有较强的利用性，在不同领域的应用，移动数据通信又分为三种类型，即：个人应用、固定和移动式的应用。其中固定式的应用主要是通过无线信道接入公用网络实现固定式的应用网络;移动式的应用网络主要是用在移动状态下进行，这种连接主要依靠移动数据终端进行，实现在野外施工、交通部门的运输、快递信息的传递，通过无线数据实现数据传入、快速联络、收集数据等等。

四、小结

随着网络技术的不断发展，数据通信将得到越来越广泛的应用，数据通信网络不断由分散性的数据信息传输不断向综合性的数据网络方向发展，通过传输数据、图像、语言、视频等等实现在各个领域的综合应用。无论是在工业、农业、以及服务业方面都发挥着重要的作用，展示出广阔的应用前景来。因此，当今时代学习、了解并掌握先进技术对于社会和个人的发展尤为重要。

参考文献

[1]李亚军.浅谈数据通信及其应用前景[J].中小 企业管理 与科技(上半月),2008(04).

[2]朱江山.李鸿杰.刘冰.浅谈数据通信及其应用前景[J].黑龙江科技信息,2007(01).

《 数据通信与计算机网络发展思考 》

摘要：近年来，网络及通信技术呈现了突飞猛进的发展势态。这一势态给人们生活及工作带来了极大的方便，与此同时也给数据通信及计算机网络的发展带来了巨大的机遇及挑战。本课题笔者在概述数据通信与计算机网络的基础上，进一步对基于计算机网络中的数据通信交换技术进行了分析，最后探讨了数据通信与计算机网络的发展前景。

关键词：数据通信;计算机网络;发展前景

信息时代的发展带动了经济社会的发展。从狭义层面分析，网络与通信技术的提升，为我们日常生活及工作带来了极大的便利[1]。从广义方面分析，网络与通信技术的进步及发展，能够推进人类文明的历史进程。现状下，计算机网络技术较为成熟，将其与数据通信有机融合，能够具备更为广泛的应用。鉴于此，本课题对“数据通信与计算机网络发展”进行分析与探究具有较为深远的重要意义。

1数据通信与计算机网络概述

数据通信是一种全新的通信方式，并且是由通信技术与计算机技术两者结合而产生的。对于数据通信来说，需具备传输信道，才能完成两地之间的信息传输[2]。以传输媒体为参考依据，可分为两类，一类为有线数据通信，另一类为无线数据通信。两部分均是以传输信道为 渠道 ，进一步使数据终端和计算机相连接，最终使不同地区的数据终端均能够实现信息资源共享。计算机网络指的是将处于不同地区或地域的具备独特功能的多台计算机及其外部设备，以通信线路为渠道进行连接，并在网络 操作系统 环境下实现信息传递、管理及资源共享等。对于计算机网络来说，主要的目的是实现资源共享。结合上述概念可知数据通信与计算机网络两者并不是单独存在的。两者相互融合更能够促进信息的集中及交流。通过计算机网络，能够使数据通信的信息传输及利用加快，从而为社会发展提供保障依据。例如，基于计算机网络中的数据通信交换技术，通过该项技术便能够使信息资源共享更具有效性，同时也具备多方面的技术优势。

2基于计算机网络中的数据通信交换技术

基于计算机网络中的数据通信交换技术是计算机网络与数据通信两者融合的重要产物，通过该技术能够实现数据信息交换及信息资源共享等功能。下面笔者以其中的帧中继技术为例进行探究。帧中继协议属于一类简化的广域网协议，同时也是一类统计复用的协议，基于单一物理传输线路当中，通过帧中继协议能够将多条虚电路提供出来，并通过数据链路连接标识的方式，对每一条虚电路进行标识。对于DLCI来说，有效的部分只是本地连接和与之直接连接的对端接口[3]。所以，在帧中继网络当中，不同的物理接口上同种DLCI不能视为同一种虚电路。对于帧中继技术来说，所存在的主要优势是将光纤视为传输媒介，实现高质量传输，同时误码率偏低，进一步提升了网络资源的利用效率。但同时也存在一些较为明显的缺陷，比如对于实时信息的传输并不适合，另外对传输线路的质量也有着较高的要求。当然，对于基于计算机网络中的数据通信交换技术远远不止以上一种，还包括了电路交换、报文交流及分组交换等技术。与此同时，数据通信交换技术在未来还有很大的发展空间。例如现阶段具备的光传输，其中的数据传输与交换均是以光信号为媒介，进一步在信道上完成的。在未来发展中，数据通信交换技术远远不止表现为光传输和交换阶段，将进一步以满足用户为需求，从而实现更有效率的信息资源共享等功能。

3数据通信与计算机网络发展前景

近年来，数据通信技术及计算机网络技术被广泛应用。无疑，在未来发展过程中， 无线网络 技术将更加成熟。与此同时，基于网络环境中的互联网设备也会朝着集成化及智能化的方向完善。纵观这几年，我国计算机技术逐年更新换代，从而使网络传输的效率大大提升。对于用户来说，无疑是很多方面的需求都得到了有效满足。笔者认为，网络与通信技术将从以下方面发展。(1)移动、联通、电信公司将朝着4G方向发展，从而满足用户的信息交流及信息资源共享需求。(2)宽带无线接入技术将进一步完善。随着WiFi 热点 的逐渐变大，使我国宽带局域网的发展进一步加大，显然，在数据通信与计算机网络充分融合的背景下，宽带无线接入技术将进一步得到完善。(3)光通信将获得巨大发展前景，包括ASON能够获得充分有效的利用以及带宽资源的管理力度将加大，从而使光通信技术更具实用价值。

4结语

通过本课题的探究，认识到数据通信与计算机网络两者之间存在相辅相成、共同发展的联系。总之，在信息时代的背景下，数据通信是行业发展的主要趋势。通过数据通信实现图像、视频、数据等方面的传输及共享，更能满足企业生产需求。总而言之，需要做好数据通信与计算机网络的融合工作，以此使数据通信更具实用价值，进一步为社会经济的发展起到推波助澜的作用。

参考文献：

[1]魏英韬.对通信网络数据的探讨[J].黑龙江科技信息,2011(3):80-83.

[2]刘世宇,姜山.计算机通信与网络发展技术探讨[J].科技致富向导,2012(33):253-258.

[3]屈景怡,李东霞,樊志远.民航特色的“数据通信与计算机网络”课程教改[J].电气电子教学学报,2014(1):20-22.

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摘要： 随着企业规模的不断扩大，各部门所需信息既相互交错，又相对独立。这就要求各部门所用的数据库既能高度自治地 工作，又能进行信息共享。本文主要介绍多DM3数据库系统间的信息共享机制。 不同DM3数据库系统间的信息共享通过协调器实现。所有这些被协调器连接在一起的数据库系统组成了一个联邦数据库。这样既能较好地满足企业的需要，也能在保证效率的前提下，提高数据的可用性。

关键词： DBMS 复制 联邦数据库

1.引言

随着经济的发展，企业的规模越来越大，其积累的信息也越来越多。存在着各部门所处理的信息多数只对本部门有效，仅有少数信息需给 其它 某些部门共享的问题。这种信息的分布性和独立性要求对所处理的数据进行分类，使各部门既能独立地处理本部门大多数数据，也使部门间能协调处理跨部门的事务。在这种情况下，对整个企业建立一个完全的紧密耦合的分布式数据库是很困难的，也是没必要的，特别是大型企业，这样的数据库的效率往往是很低的。

为解决这个问题，我们采用以下策略：每个部门使用一套紧密耦合的数据库系统，而在存在跨部门事务处理的数据库系统间用一个协调器联起来。这样就组成了一个横跨整个企业，各部门高度自治的联邦数据库系统。

DM2是由华中理工大学数据库多媒体技术研究所研制的数据库管理系统。它采用客户/服务器模型，客户机与服务器，服务器与服务器均通过网络互连，通过消息相互通讯，组成一个紧密耦合的分布式数据库系统。它的工作流程如下：客户机登录到一台服务器上，这台服务器便成为它的代理服务器;它接收来自客户机的消息，然后根据全局数据字典决定是自己独立完成该操作，还是与其它服务器协作处理这条消息，处理完成之后，再由代理服务器将处理结果返回给客户机。

而数据字典，作为记录数据库所有元数据的系统表，它向以上过程中提供各类有用的信息，引导它们向正确的方向运行，起着“指南针”的作用。它分为局部数据字典和全局数据字典。其中，局部数据字典用于记录一个服务器站点中数据库的控制信息，如表的模式，视图的模式及各个数据区的的文件名等信息。全局数据字典用于记录分布式数据库系统中各个服务器站点上有关全局数据的控制信息，如服务器站点信息，各服务器站点的全局表名及表内码记录，各服务器站点上的全局数据视图名及视图内码记录，用户名及口令记录，用户权限记录等信息。各个局部数据字典可以各不相同，但为了保证在各个服务器上所看到的全局数据库是一致的，因此，全局数据字典必须一致。我们所关心的是全局数据字典中的基表控制块TV_CTRL_BLOCK，它的内容主要包括：全局基表总数，每个全局基表名和其对应的表内码，该基表所在的服务器站点的编号等信息。它的功能是将各个服务器站点号与存储在其上的表名及表内码联系起来。这样，代理服务器从客户消息中找到被处理的表名，然后通过查询基表控制块TV_CTRL_BLOCK,就能知道该表存在哪个服务器上，以便将相关消息发给该服务器。

由于DM2上各个服务器站点的全局字典完全相同，任何全局表的信息都会记入全局字典。若用它来构建一个企业的数据库系统，则大量只对企业某部门有用的信息将会充斥在各部门所有服务器的全局字典中，增加了冗余。而且，当对全局表进行DDL操作时，为了确保全局字典的一致性，须对所有服务器的全局字典进行加锁。DM2对全局字典的封锁方式是采用令牌环方式，即令牌绕虚环(非实环)传输，某个服务器想对全局字典进行操作，必须等令牌到达该服务器才可以执行。每个部门建立的全局表绝大多数只对本部门有用，当对这些表进行DDL操作时，却要对所有服务器的全局字典进行封锁，通过令牌来实现对全局字典的互斥访问。假如，两个部门都要分别对本部门的内部表进行DDL操作，这应该是可以并行处理的操作，现在却只能串行执行。而且，当服务器数目庞大时，每个服务器等待令牌的时间将会很长。这严重损害了数据库的效率。

为弥补以上不足，在DM2的改进版本DM3中增加了协调器，用以联接各个独立的DM3数据库子系统，并协调各子系统间的各种关系，使各子系统既能高度自治地工作，又能进行有效的信息共享。

2.体系结构

本系统可看作多个数据库子系统被协调器联起来的，高度自治的一个联邦数据库系统。其中，每个子系统独立处理本系统内部的事务，而子系统间的信息共享由复制技术提供，副本间的一致性由协调器协调处理，处理所需的信息在初始化时写入协调器的组间数据字典中。当对某子系统中的一份数据副本进行修改时，该子系统会将修改通知协调器，由协调器对该数据的其它副本进行修改，从而保证了所有副本的一致性。

由以上可知，子系统彼此并不直接接触，而是各自都与协调器直接相联，由协调器统一管理子系统间的通信。这样，当子系统对副本进行修改时，不必关心相应的子系统处于何种状态，也不必等待回应消息，以及异常处理，所有这些都由协调器进行管理。因此，既提高了系统运行的效率，也保证了子系统的独立性。其体系结构如下图所示。

协调器主要有三大功能，首先，它对协调器和服务器进行初始化，并将有关信息存入组间字典;其次，它管理不同子系统间的通信，维护副本的一致性;最后，它在子系统出现崩溃时，进行异常管理及恢复工作。

图1 DM3多数据库系统体系结构

3.主要策略

多个DM3系统间的信息共享是通过副本实现的，副本的一致性是由协调器来维持的，是一种弱一致性。通常，多数据库系统间的一致性是通过协调器周期性地访问服务器的日志来完成的。由于副本的更新带有随机性，因此，若采用这种 方法 ，可能数据被修改多次，但其相对应的副本仍未被修改，这样就损害了数据的一致性;也可能数据并未被修改，但协调器已多次访问了服务器的日志了，这样就降低了系统的效率。

所以，本系统采用的方法是当数据被修改时，由服务器通知协调器有关信息，再由协调器通知相关系统，修改相关数据。这样，数据的修改及时(仍然是弱一致性)，而协调器也不会在数据未被修改的情况下访问服务器，提高了准确性。

为了使协调器正常工作，我们对底层数据库管理系统DM2进行了修改。在基表控制块TV_CTRL_BLOCK中增加一项IsReplication。建表时，该项初始化为false;当为该表建立一个副本时，该项赋值为true。具体算法如下。

初始化算法。

协调器：

从用户或应用程序接收待连接的两个系统中的服务器名，需复制的表名;

分别登录到两个系统的服务器上;

向存有待复制表的服务器发预复制消息;

等待服务器消息;

若失败，发一条失败的消息给服务器和用户或应用程序，转11);

若成功，从消息中取出待复制表的有关信息，根据这些信息，发一条建表消息给另一个系统的服务器;

等待服务器消息;

若失败，发一条失败的消息给服务器和用户或应用程序，转11);

若成功，调数据转移程序，进行数据复制;

将有关信息写入组间字典。

退出。

服务器：

当服务器收到预复制消息后，将基表控制块TV_CTRL_BLOCK中的IsReplication赋为true。同时，取出待复制表的有关信息，组成应答消息发给协调器。

当服务器收到失败的消息后，将基表控制块TV_CTRL_BLOCK中的IsReplication赋为false。

维护算法。

协调器：

从组间字典读出相关信息，根据这些信息，登录到相应系统上;

等待消息;

从某系统的服务器上收到一条修改消息后，通过查找组间字典，确定该消息的目的地，然后将它转发过去;

若失败，定时重发;

转2);

服务器：

1)等待消息;

2)当收到某客户或应用程序的消息后，检查它是否是修改数据的操作(如delete，update或insert等);

若不是，转7);

若是，检查基表控制块TV_CTRL_BLOCK中的IsReplication是否为true;

若不是，转7);

若是，向协调器发修改消息;

继续执行服务器程序的其它部分。

恢复算法。

若协调器所联接的系统中有一个跨掉了，则对副本的修改无法及时地反映到跨掉的系统中来。这时，需要恢复算法来进行处理。

协调器：

当协调器发现有一个系统已经崩溃后，采取以下步骤。

将与该系统相关的变量open赋值为false;

打开记时器;

等待消息;

若收到的消息是其它系统发出的修改崩溃了的系统上的副本的命令，则依次将这些消息存储起来，转3);

若收到的消息是记时器发出的时间到的消息，则向崩溃的系统发登录命令;

若登录成功，将open的值改为true;

将存储的消息依次发送过去，转9);

若登录失败，转3);

退出。

4.结论

我们曾在三个DM3数据库系统上，用两个协调器进行联接。结果，运行情况良好，各副本最终都能保证一致，且各副本间存在差异的时间间隔很短。另外，在出现异常的情况下，协调器也能正常工作。

主要参考文献：

1.周龙骧等，分布式数据库管理系统实现技术，科学出版社，1998。

2.郑振楣，于戈，郭敏，分布式数据库，科学出版社，1998。

3.王珊等，数据仓库技术与联机分析处理，科学出版社，1998。