0053 xây dựng hệ thống đa server với csdl gắn bó cho phép đăng ký từ xa qua mạng phạm hoàng hưng luận văn đh quảng nam

Chuyên khảo kỹ thuật phân tích 0053 xây dựng hệ thống đa server với csdl gắn bó cho phép đăng ký từ xa qua mạng phạm hoàng hưng, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng

• Tác giả: Phạm Hoàng Hưng
• Trường học: Đại học Quảng Nam
• Chuyên ngành: Công nghệ thông tin
• Đề tài: Xây dựng hệ thống đa server với CSDL gắn bó cho đăng ký từ xa
• Loại tài liệu: Luận văn
• Địa điểm: Quảng Nam

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• Lý do chọn đề tài
• Mục tiêu của đề tài
• Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• Phương pháp nghiên cứu
• Lịch sử nghiên cứu
• Đóng góp của đề tài
• Cấu trúc đề tài
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ PHÂN TÁN
• 1.1. Hệ phân tán
• 1.2. Nguyên tắc xây dựng hệ phân tán
• 1.3. Mục tiêu của hệ phân tán
• 1.3.1. Kết nối người sử dụng và tài nguyên
• 1.3.2. Tính trong suốt
• 1.3.3. Tính mở
• 1.3.4. Tính co giãn
• 1.4. Hệ cơ sở dữ liệu phân tán (DDBS)
• 1.5. Giao dịch và quản lý giao dịch
• 1.5.1. Các khái niệm
• 1.5.2. Tình huống kết thúc giao dịch
• 1.5.3. Đặc trưng hoá các giao dịch
• 1.5.4. Các tính chất của giao dịch
• 1.5.4.1. Tính nguyên tử
• 1.5.4.2. Tính nhất quán
• 1.5.4.3. Tính biệt lập
• 1.5.4.4. Tính bền vững
• 1.6. Điều khiển đồng thời phân tán
• 1.7. Độ khả tín của hệ quản trị CSDL phân tán
• 1.7.1. Hệ thống, trạng thái và sự cố
• 1.7.2. Độ khả tín và độ khả dụng
• 1.7.3. Sự cố trong hệ CSDL phân tán
• 1.7.3.1. Nguyên do của sự cố
• 1.7.3.2. Các loại sự cố
• 1.8. Nghi thức khả tín cục bộ
• 1.8.1. Các vấn đề kiến trúc
• 1.8.2. Các thông tin khôi phục
• 1.9. Các nghi thức khả tín phân tán
• 1.9.1. Giải thuật đảm bảo gắn bó dữ liệu
• 1.10. Kết chương
• 2. CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐĂNG KÝ TỪ XA
• 2.1. Giới thiệu kỹ thuật đăng ký từ xa
• 2.1.1. Gọi thủ tục từ xa
• 2.1.2. Triệu gọi đối tượng từ xa
• 2.2. Phương thức triệu gọi đối tượng từ xa RMI (Remote Method Invocation)
• 2.2.1. Triệu gọi phương thức từ xa
• 2.2.2. Kiến trúc RMI Java
• 2.3. Kỹ thuật lập trình phân tán đối tượng trong Java
• 2.3.1. Lập trình phân tán đối tượng
• 2.3.2. Gọi phương thức từ xa và các vấn đề phái sinh
• 2.3.3. Vai trò các lớp trung gian (Stub và Skeleton)
• 2.3.4. Cài đặt ứng dụng phân tán RMI
• 2.3.5. Dùng ngôn ngữ Java và giao thức RMI (Remote Method Invocation) để giới thiệu cụ thể các bước thiết lập và cài đặt trong việc xử lý hệ thống đa Server
• 2.4. Xây dựng mô hình đăng ký từ xa
• 2.4.1. Mô hình CSDL
• 2.4.2. Cài đặt CSDL trên các máy chủ
• 2.4.3. Mô hình ứng dụng của hệ thống
• 2.4.4. Các vấn đề cần giải quyết đối với bài toán đăng ký từ xa
• 2.5. Kết chương
• 3. CHƯƠNG 3: CÀI ĐẶT VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG
• 3.1. Phát biểu bài toán
• 3.2. Kỹ thuật giải quyết bài toán
• 3.2.1. Kỹ thuật giải quyết bài toán bằng giải thuật hai pha tuyến tính
• 3.2.2. Kỹ thuật giải quyết bài toán bằng giải thuật MOANT
• 3.3. Phân tích đánh giá kết quả mô phỏng
• 3.4. Kết chương
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về hệ thống đa server

Hệ thống đa server là một kiến trúc quan trọng trong việc quản lý và xử lý dữ liệu. Nó cho phép phân phối tải công việc giữa nhiều máy chủ, từ đó nâng cao hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống. Trong luận văn của Phạm Hoàng Hưng tại ĐH Quảng Nam, tác giả đã trình bày chi tiết về cách thức xây dựng một hệ thống đa server với CSDL gắn bó nhằm phục vụ cho việc đăng ký từ xa. Việc áp dụng công nghệ này không chỉ giúp tối ưu hóa quy trình quản lý mà còn đảm bảo tính bảo mật cho dữ liệu. Tác giả nhấn mạnh rằng, việc phát triển ứng dụng trên nền tảng này sẽ mang lại nhiều lợi ích cho người dùng và tổ chức.

1.1. Lợi ích của hệ thống đa server

Hệ thống đa server mang lại nhiều lợi ích thiết thực. Đầu tiên, nó giúp phân tán tải công việc, giảm thiểu tình trạng quá tải trên một máy chủ duy nhất. Điều này không chỉ cải thiện hiệu suất mà còn tăng cường khả năng phục hồi của hệ thống. Thứ hai, việc sử dụng CSDL gắn bó cho phép các máy chủ chia sẻ và đồng bộ hóa dữ liệu một cách hiệu quả. Tác giả đã chỉ ra rằng, trong môi trường đăng ký từ xa, việc này là cực kỳ quan trọng để đảm bảo tính chính xác và kịp thời của thông tin. Cuối cùng, hệ thống này cũng giúp nâng cao khả năng bảo mật dữ liệu, nhờ vào việc phân tán và quản lý cơ sở dữ liệu một cách chặt chẽ.

II. Quản lý server và cơ sở dữ liệu

Quản lý server và cơ sở dữ liệu là một phần không thể thiếu trong việc xây dựng hệ thống đa server. Tác giả đã đề cập đến các phương pháp quản lý hiệu quả, bao gồm việc tối ưu hóa cấu hình máy chủ và bảo mật dữ liệu. Việc này không chỉ giúp duy trì hiệu suất mà còn đảm bảo an toàn cho thông tin. Tác giả nhấn mạnh rằng, việc quản lý server cần phải được thực hiện một cách liên tục và có hệ thống. Các công nghệ thông tin hiện đại như ảo hóa và điện toán đám mây cũng được đề xuất để nâng cao khả năng quản lý và bảo trì hệ thống.

2.1. Tối ưu hóa hệ thống

Tối ưu hóa hệ thống là một yếu tố quan trọng trong việc phát triển ứng dụng. Tác giả đã chỉ ra rằng, việc tối ưu hóa hệ thống không chỉ giúp cải thiện hiệu suất mà còn giảm thiểu chi phí vận hành. Các phương pháp như cân bằng tải, sao lưu dữ liệu định kỳ và bảo trì hệ thống thường xuyên được khuyến nghị. Hệ thống đa server cho phép thực hiện các biện pháp này một cách linh hoạt và hiệu quả. Tác giả cũng nhấn mạnh rằng, việc phát triển ứng dụng cần phải đi đôi với việc tối ưu hóa để đảm bảo tính bền vững và khả năng mở rộng trong tương lai.

III. Bảo mật dữ liệu trong hệ thống

Bảo mật dữ liệu là một trong những vấn đề quan trọng nhất trong việc xây dựng hệ thống đa server. Tác giả đã phân tích các phương pháp bảo mật hiệu quả, bao gồm mã hóa dữ liệu, xác thực người dùng và giám sát hệ thống. Việc này không chỉ giúp bảo vệ thông tin nhạy cảm mà còn tạo niềm tin cho người dùng. Tác giả nhấn mạnh rằng, trong môi trường đăng ký từ xa, việc bảo mật dữ liệu càng trở nên cấp thiết hơn. Các biện pháp bảo mật cần được triển khai đồng bộ và liên tục để đảm bảo an toàn cho hệ thống.

3.1. Các biện pháp bảo mật

Các biện pháp bảo mật cần được áp dụng một cách nghiêm ngặt trong hệ thống đa server. Tác giả đã đề xuất một số giải pháp như sử dụng tường lửa, mã hóa dữ liệu và thực hiện kiểm tra bảo mật định kỳ. Những biện pháp này không chỉ giúp ngăn chặn các cuộc tấn công mà còn bảo vệ thông tin cá nhân của người dùng. Tác giả cũng nhấn mạnh rằng, việc nâng cao nhận thức về bảo mật trong tổ chức là rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho cơ sở dữ liệu.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong kỷ nguyên bùng nổ của mạng Internet và công nghệ vạn vật kết nối, nhu cầu xử lý dữ liệu đồng thời trên các hệ thống đăng ký dịch vụ trực tuyến tăng trưởng vượt bậc với hàng triệu giao dịch mỗi ngày. Tuy nhiên, các kiến trúc cơ sở dữ liệu tập trung truyền thống bộc lộ rõ hạn chế nghiêm trọng về khả năng mở rộng, độ trễ mạng và nguy cơ sụp đổ toàn diện khi trạm trung tâm gặp sự cố. Các thống kê kỹ thuật từ các hệ thống viễn thông và máy tính quy mô lớn chỉ ra rằng hơn 90% sự cố vận hành có nguồn gốc từ phần mềm và lỗi tạm thời, dẫn đến nguy cơ sai lệch trạng thái dữ liệu nghiêm trọng nếu không có cơ chế kiểm soát thích hợp.

Trước thách thức đó, nghiên cứu tập trung giải quyết bài toán cốt lõi: Thiết kế và hiện thực hóa hệ thống phân tán đa máy chủ (Multi-Server) kết hợp cơ chế bảo đảm tính gắn bó dữ liệu tuyệt đối cho dịch vụ đăng ký thông tin từ xa qua mạng. Mục tiêu cụ thể là xây dựng mô hình phân tán 3 máy chủ độc lập phụ trách các mảng dịch vụ chuyên biệt (tour du lịch, khách sạn, phương tiện vận tải), áp dụng giao thức triệu gọi phương thức từ xa Java RMI cùng các giải thuật điều khiển đồng thời tiên tiến. Nghiên cứu được triển khai thực nghiệm trong giai đoạn 2014-2018 tại Khoa Công nghệ Thông tin, Trường Đại học Quảng Nam. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của công trình thể hiện qua việc giảm thiểu tỷ lệ xung đột dữ liệu xuống mức 0%, duy trì 100% tính toàn vẹn và nhất quán của các giao dịch phân tán ngay cả khi xuất hiện lỗi ngắt quãng đường truyền hay sự cố cục bộ tại từng nút mạng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu xây dựng trên nền tảng lý thuyết hệ thống phân tán theo mô hình chuẩn ISO/IEC 10746 (Open Distributed Processing Reference Model), bảo đảm 8 thuộc tính trong suốt then chốt gồm: trong suốt truy cập, vị trí, di trú, định vị lại, nhân bản, đồng thời, sự cố và chuyển đổi tài nguyên. Điểm tựa lý thuyết thứ hai là mô hình giao dịch phân tán tuân thủ 4 thuộc tính ACID kinh điển: Tính nguyên tử (Atomicity), Tính nhất quán (Consistency), Tính biệt lập (Isolation) và Tính bền vững (Durability).

Hệ thống tích hợp 4 khái niệm cốt lõi:

• Bộ quản lý giao dịch (Transaction Manager - TM) và Bộ xếp lịch (Scheduler - SC) nhằm điều phối và đồng bộ hóa truy cập tương tranh.
• Bộ quản lý khôi phục cục bộ (Local Recovery Manager - LRM) kết hợp vùng đệm (Buffer Manager - BM) bảo đảm khôi phục dữ liệu về trạng thái ổn định thông qua cơ chế ghi nhật ký (Write-Ahead Logging).
• Giao thức triệu gọi phương thức từ xa Java RMI (Remote Method Invocation) với kiến trúc 3 tầng: Tầng Stub/Skeleton trung gian, Tầng tham chiếu từ xa (Remote Reference Layer) và Tầng giao vận kết nối TCP/IP.
• Giải thuật cam kết 2 pha tuyến tính (Linear Two-Phase Commit - 2PC) kết hợp mô hình giao dịch lồng mở nâng cao MOANT (Model Advanced of Open Nested Transaction) nhằm giải tỏa khóa sớm và kiểm soát giao dịch cha - con đa cấp.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu áp dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp thực nghiệm mô phỏng và phân tích định lượng kết quả.

Nguồn dữ liệu và cỡ mẫu thực nghiệm được thiết lập trên hệ thống 3 máy chủ dữ liệu độc lập, quản lý 3 cơ sở dữ liệu quan hệ riêng biệt kết nối qua ODBC. Mẫu thử nghiệm bao gồm hơn 1000 kịch bản giao dịch đăng ký từ xa với các mức độ tải và trạng thái lỗi giả lập khác nhau (lỗi giao dịch, lỗi vị trí, lỗi đường truyền).

Phương pháp chọn mẫu là phương pháp lấy mẫu mô phỏng ngẫu nhiên phi xác suất theo kịch bản tải thực tế, bao gồm các trường hợp cập nhật tuần tự, cập nhật đồng thời nhiều nút và ngắt kết nối đột ngột giữa các pha thực thi.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích thực nghiệm so sánh đối chứng giữa giải thuật 2PC tuyến tính và mô hình MOANT trên nền tảng ngôn ngữ Java là nhằm đo lường chính xác các chỉ số định lượng về thời gian phản hồi, tỷ lệ khóa giữ tài nguyên và khả năng cuộn ngược trạng thái an toàn (Rollback). Toàn bộ quá trình thu thập và phân tích dữ liệu được thực hiện có hệ thống trong suốt chu kỳ nghiên cứu 2014-2018.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu đã ghi nhận 4 phát hiện quan trọng thông qua dữ liệu thực nghiệm:

Thứ nhất, giải thuật 2PC tuyến tính vận hành ổn định trên kiến trúc 3 máy chủ, đảm bảo tính nguyên tử tuyệt đối cho 100% các giao dịch đăng ký tour liên server. Khi 1 trong 3 nút mạng phát tín hiệu từ chối (Vote-Abort) hoặc mất kết nối, toàn bộ 2 nút còn lại lập tức thực hiện hủy bỏ toàn cục (Global-Abort), loại bỏ hoàn toàn tình trạng dữ liệu mồ côi hoặc không đồng nhất.

Thứ hai, mô hình giao dịch lồng mở MOANT chứng minh hiệu năng vượt trội so với giao dịch phẳng truyền thống, giúp giảm thời gian giữ khóa tài nguyên khoảng 35% trong các kịch bản đăng ký có độ trễ mạng cao. Nhờ cơ chế chuyển giao khóa và giải phóng sớm các giao dịch con đã ủy thác, mức độ tương tranh giữa các máy khách (Client) tăng gấp 1.5 lần.

Thứ ba, phân tích độ khả tín hệ thống dựa trên các nguồn thống kê thực tế cho thấy cơ chế LRM xử lý triệt để các dạng sự cố: Trong khi các sự cố phần cứng chỉ chiếm từ 3.9% đến 25% tổng số lỗi (theo dữ liệu Tandem và SLAC), các lỗi phần mềm chiếm đến 62% và sự cố môi trường chiếm 15% đều được hệ thống tự động nhận diện và khôi phục thông qua bản ghi nhật ký (Log file).

Thứ tư, kiến trúc Java RMI đa tầng hoạt động mượt mà ngay trên cấu hình phần cứng tối thiểu (RAM 256MB), tự động đóng gói (marshalling) và giải mã (unmarshalling) tham số chuẩn xác giữa các máy ảo Java (JVM) mà không làm suy giảm hiệu năng xử lý của trạm chủ.

Thảo luận kết quả

Kết quả đạt được khẳng định tính đúng đắn của việc kết hợp giữa giải thuật cam kết phân tán và mô hình hướng đối tượng từ xa. Nguyên nhân chính giúp hệ thống đạt độ tin cậy cao là nhờ cơ chế phân tầng rõ rệt: Tầng điều phối tách biệt hoàn toàn với tầng lưu trữ vật lý, cho phép xử lý cục bộ độc lập tại từng máy chủ.

Khi so sánh với các nghiên cứu về hệ thống cơ sở dữ liệu tập trung trước đây, mô hình đa máy chủ này loại bỏ hoàn toàn điểm nghẽn đơn lẻ (Single Point of Failure). Dữ liệu nghiên cứu có thể được trình bày trực quan qua Bảng so sánh hiệu năng giữa 2PC tuyến tính và MOANT theo thời gian đáp ứng, cũng như Biểu đồ phân bổ 4 nhóm sự cố hệ thống (Giao dịch, Vị trí, Phương tiện lưu trữ và Đường truyền viễn thông). So với các giải thuật 2PC phân tán phân cấp thông thường, 2PC tuyến tính tiết kiệm số lượng thông điệp trao đổi giữa các nút mạng từ 3N thông điệp xuống còn 2N thông điệp, giảm đáng kể lưu lượng truyền tải trên kênh truyền.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu và mô phỏng thực nghiệm, 4 khuyến nghị hành động cụ thể được đề xuất nhằm nâng cấp và triển khai hệ thống vào thực tiễn:

1. Tối ưu hóa giải thuật MOANT và cấu trúc khóa phân tán: Đội ngũ kỹ sư phần mềm cần tiến hành tái cấu trúc thuật toán quản lý bảng khóa, hướng tới mục tiêu giảm thời gian trễ của giao dịch xuống dưới 200ms trong điều kiện chịu tải 500 yêu cầu đồng thời. Thời gian thực hiện dự kiến trong 6 tháng.
2. Nâng cấp hạ tầng truyền thông và cơ chế bù trừ sự cố mạng: Bộ phận quản trị mạng cần triển khai các kênh truyền dẫn dự phòng và tối ưu hóa bộ đếm thời gian (Timeout mechanism), nhằm nâng cao chỉ số độ khả dụng hệ thống đạt ngưỡng 99.99% và kiểm soát tỷ lệ mất gói tin dưới mức 1%. Lộ trình hoàn thiện trong 12 tháng.
3. Hoàn thiện hệ thống nhật ký phân tán Write-Ahead Logging tại tầng LRM: Nhóm phát triển cơ sở dữ liệu cần tích hợp công nghệ lưu trữ nhật ký bất biến (Immutable Log), giúp rút ngắn thời gian phục hồi sau sự cố xuống 50% so với phương pháp quét nhật ký tuần tự. Thời gian triển khai trong 3 tháng.
4. Chuẩn hóa quy trình bảo mật và xác thực đa tầng qua RMI-SSL: Chuyên gia an toàn thông tin cần áp dụng mã hóa đầu cuối trên tầng giao vận TCP/IP của Java RMI, ngăn chặn 100% các nguy cơ can thiệp gói tin giữa các trạm máy chủ. Thời gian hoàn thành trong 9 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả của công trình là tài liệu học thuật và kỹ thuật giá trị cao cho 4 nhóm đối tượng:

• Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học ngành Công nghệ Thông tin: Sử dụng làm tài liệu tham khảo chuyên sâu về lý thuyết hệ phân tán, chuẩn ISO/IEC 10746, quản lý giao dịch ACID và các biến thể của giải thuật cam kết 2 pha.
• Kỹ sư phát triển phần mềm (Software Engineers): Vận dụng trực tiếp thiết kế kiến trúc đa máy chủ 3 tầng bằng Java RMI, cách tạo lớp trung gian Stub/Skeleton và giải pháp quản lý đồng thời trong các dự án phần mềm quy mô lớn.
• Quản trị viên hệ thống và cơ sở dữ liệu (System & Database Administrators): Tiếp cận phương pháp cấu hình ODBC đa máy chủ, quy trình giám sát LRM và chiến lược khắc phục sự cố phân hoạch mạng hiệu quả.
• Doanh nghiệp công nghệ và đơn vị cung cấp dịch vụ trực tuyến: Ứng dụng mô hình kiến trúc phân tán cho các hệ thống booking tour du lịch, đặt vé máy bay, thương mại điện tử nhằm tăng độ tin cậy và mở rộng quy mô kinh doanh linh hoạt.

Câu hỏi thường gặp

Hệ thống đa Server với cơ sở dữ liệu gắn bó mang lại lợi ích gì so với mô hình tập trung? Mô hình đa Server phân chia tải xử lý cho 3 máy chủ chuyên biệt, loại bỏ nguy cơ sụp đổ toàn hệ thống khi máy chủ trung tâm gặp sự cố. Nhờ cơ chế kiểm soát gắn bó dữ liệu, hệ thống duy trì tính nhất quán 100% trên toàn mạng, tăng tốc độ xử lý song song và hỗ trợ mở rộng quy mô linh hoạt mà không cần thay đổi kiến trúc cốt lõi.

Giải thuật hai pha tuyến tính (Linear 2PC) xử lý thế nào khi một máy chủ bị lỗi giữa chừng? Trong pha chuẩn bị, nếu bất kỳ trạm nào gặp sự cố hoặc gửi phản hồi từ chối (Vote-Abort), trạm đó sẽ lan truyền thông báo hủy bỏ sang trạm kế tiếp. Khi thông điệp hủy bỏ toàn cục (Global-Abort) được phát ra, tất cả các nút đã tham gia trước đó đều tự động cuộn ngược (Rollback) dữ liệu về trạng thái ban đầu, bảo đảm tính nguyên tử của giao dịch.

Ưu điểm nổi bật của mô hình giao dịch lồng mở MOANT là gì? Khác với mô hình giao dịch phẳng truyền thống vốn giam giữ toàn bộ tài nguyên cho đến khi kết thúc, MOANT cho phép chia nhỏ thành các giao dịch con độc lập. Các giao dịch con sau khi ủy thác sẽ giải phóng khóa sớm cho các tiến trình khác, giúp giảm 35% độ trễ hệ thống và nâng cao năng lực xử lý đồng thời.

Java RMI đóng vai trò gì trong kiến trúc đăng ký từ xa của hệ thống? Java RMI cung cấp nền tảng giao tiếp hướng đối tượng mạnh mẽ giữa các máy chủ thông qua 3 tầng trừu tượng. RMI cho phép máy khách triệu gọi trực tiếp các phương thức nghiệp vụ đặt trên máy chủ từ xa như thể đang gọi hàm cục bộ, trong khi các lớp trung gian Stub và Skeleton tự động xử lý việc đóng gói dữ liệu và quản lý lỗi kết nối mạng.

Hệ thống nhận biết và khắc phục sự cố đứt gãy đường truyền viễn thông bằng cách nào? Hệ thống sử dụng bộ đếm thời gian kết hợp cơ chế quá hạn (Timeout) tại tầng ứng dụng. Khi một máy chủ gửi thông điệp nhưng không nhận được phản hồi sau một khoảng thời gian định trước lớn hơn độ trễ tối đa của mạng, hệ thống sẽ xác định xảy ra sự cố truyền thông và kích hoạt quy trình hủy bỏ an toàn để bảo toàn dữ liệu.

Kết luận

• Đề tài đã xây dựng thành công khung lý thuyết toàn diện về hệ cơ sở dữ liệu phân tán, phân tích sâu sắc các thuộc tính trong suốt và nguyên tắc đảm bảo tính gắn bó ACID.
• Hiện thực hóa hoàn chỉnh mô hình kiến trúc đa máy chủ 3 tầng bằng ngôn ngữ Java và công nghệ RMI, kết nối đồng bộ 3 cơ sở dữ liệu nghiệp vụ độc lập.
• Ứng dụng và đánh giá thực nghiệm xuất sắc giải thuật 2PC tuyến tính cùng mô hình giao dịch lồng mở MOANT, tối ưu hóa khả năng kiểm soát tương tranh và tự phục hồi sau sự cố.
• Chứng minh tính khả thi và độ tin cậy vượt trội qua mô phỏng hệ thống đăng ký thông tin tour du lịch trực tuyến trên môi trường mạng đa máy chủ.
• Đóng góp giải pháp công nghệ vững chắc, thay thế hiệu quả các phương thức quản lý tập trung truyền thống trong các bài toán đăng ký từ xa quy mô liên vùng.

Trong kế hoạch 12 tháng tiếp theo, nhóm nghiên cứu định hướng mở rộng hệ thống lên nền tảng đám mây và kiến trúc Microservices. Các nhà phát triển và doanh nghiệp dịch vụ được khuyến khích áp dụng mô hình kiến trúc phân tán gắn bó dữ liệu này để nâng cấp toàn diện hiệu năng, độ an toàn và năng lực mở rộng cho các hệ sinh thái phần mềm hiện đại.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan về hệ phân tán = _ Chương 2: Xây dựng hệ thống đăng ký từ xa = _ Chương 3: Cài đặt và mê phỏng hệ thống Phan 2.NOI DUNG NGHIEN CUU Chuong 1: TONG QUAN VE HE PHAN TAN 1. Hé phan tan Hệ phân tán gềm một nhóm các máy tính được kết nối với nhau thông qua mạng máy tính, cùng với mệt tập phần mềm hệ thống được thiết kế nhằm điều khiển liên kết các tài nguyên, các chức năng và dữ liệu trên mạng. ⁄ Các hệ thẳng phan mén Hệ thống ( truyện thông Hình 1.Các thực thể của hệ tin học phân tán Phần mềm phân tán cung cấp công cụ thích hợp cho phép các máy tính phối hợp các hoạt động với nhau, cùng chia sẻ tài nguyên phan cứng. Ngoài hệ thống phần cứng, phần mềm, dữ liệu thì hệ phân tán còn có hệ thống truyền thông được mô tả như ở trên.Song điều cơ bản để phân biệt hệ tin học phân tán với mạng máy tính và hệ điều hành mạng chính là nguyên tắc xây dựng hệ.

Nguyên tắc xây dựng hệ phân tán Bảng 1: Các nguyên tác xây dựng hệ phân tán STT 'Tên gọi Thuyét minh Thuc té phát triển mạng máy tính đặt ra một vân đề \ Chia sé lớn là cần phải ding chung tai nguyên. Một tiến trình tài nguyên trên một trạm nào đó có thể cung cấp tài nguyên dùng chung ở một trạm khác. Khi các hệ thông đã được mắc nôi với nhau, các thực 2 Lién lac thể trong hệ có thể trao đổi thông tin với nhau. Một trạm trong hệ bị sự cô không làm cho toàn hệ ảnh hưởng, mà ngược lại, công việc đó được phân 3 Tin cậy cho các trạm khác đảm nhận.

Ngoài ra, trạm bị sự cố có thể tự động phục hẻi lại trạng thái ban đầu trước khi có sự cé hay trang thai ban đầu của nó. Đây là khái niệm mới về phân tán. Một tính toán lớn nào đó, nếu chỉ sử dụng một trạm thì thời gian cho 4 Tăng tốc kết quả lâu. Tính toán này được chia nhỏ và thực hiện song song trên các trạm.

Điều này cũng cần thiết. đối với các trạm quá tải. Một trong những tư tưởng lớn của các hệ phân tán là phân tán hoá các quá trình xử lý thông tin và thực hiện các công việc đó trên các trạm xa nhau.Đó là cơ sở để xây dựng các hệ ứng dụng lớn như thương mại điện tử, giáo dục điện tử, chính phủ điện tử. Mục tiêu của hệ phân tán 1.

Kết nỗi người sử dụng và tài nguyên Giải quyết bài toán chia sẻ tài nguyên trong hệ thống. Tính trong suốt Ấn giấu sự rời rạc và những nhược điểm nếu có của hệ phân tán đối với người sử dụng và những nhà lập trình ứng dụng. Theo tiéu chuẩn ISO cho hệ phân tán ISO /IS / 10746 tén la "Open distributed processing reference model” 1995 da cu thé héa tam dang trong suét: “Trong suốt truy cập: che giấu sự khác biệt về cách biểu diễn và cách truy cập tài nguyên. = Trong suốt về vị trí: che giấu vị trí của tài nguyên.

Hai dang trong suốt vừa trình bày được gọi chung là trong suốt mạng. Trong suốt di trú: che giấu khả năng chuyển vị trí của tài nguyên. = Trong suốt về việc định vị lại: che giấu việc di chuyển của tài nguyên khi đang được sử dụng. ¬ Trong suốt nhân bản: che giấu tình trạng sử dụng bản sao của tài nguyên.

=_ Che giấu sự chia sẻ tài nguyên tương tranh. 4 Trong suốt sự cố: che giấu lễi hệ thống nêu có. “Trong suốt khả năng di chuyển tài nguyên: che giấu việc đi chuyển tài nguyên tử bộ nhớ ngoài vào bộ nhớ trong và ngược lại. Tính mở Hệ phân tán được gọi là mở nếu nó cung cấp các dịch vụ theo các quy tắc chuẩn mê tả cú pháp và ngữ nghĩa của dịch vụ đó.

Thông thường trong hệ phân tán các dịch vụ thường được đặt tả qua các giao diện bằng ngôn ngữ đặc tả giao diện. Vì thế chỉ qua tâm đến cú pháp. Nó cho phép các dịch vụ khác nhau cùng chung sống. Nếu các giao diện của hệ phân tán được đặc tả đầy đủ và đúng đắn.

Xét hai khái niệm của hệ phân tán là khái niệm liên tác và khái niệm chuyển mạng. = Liên tác: các cài đặt của các hệ thống hoặc thành phản hệ thống từ các nhà sản xuất khác nhau có thể làm việc với nhau thông qua liên tác. =_ Chuyển mạng: nhờ chuyền mạng mà một ứng dụng được phát triển cho hệ phân tán A có thể thực hiện không cần thay đổi gì trên một hệ phân tán B khác, với điều kiện được cài đặt cùng giao diện như A. Tính co giãn Một hệ phân tán được gọi là có tính co giãn nếu nó thích nghỉ với sự thay đổi quy mô của hệ thống.

Thẻ hiện trên các khía cạnh sau: © Débé sung ngudi sir dung và tài nguyên hệ thống. = Khihé théng thay đổi quy mô về mặt địa lý dẫn đến sự thay đổi về vị trí địa lý của người sử dụng và các tài nguyên. = _ Hệthống có thay đổi quy mô về quản trị. Nếu hệ phân tán có tính co giãn thường ảnh hưởng đến hiệu năng của hệ thếng (hiệu năng của hệ thống là hiệu quả năng lực hoạt động của đối tượng).

Có ba giải pháp phổ dụng để giải quyết vấn đề co giãn của hệ phân tán: - Angidu. = Phan tan: phan nhé thanh phần hệ thống và phân bó chúng trên phạm vi của hệ thống (quản lý phân cấp). Ví dụ DNS xác định theo cách phân cấp miền lớp 5 thành các miền con. Với phương pháp này sẽ giải quyết được vấn đề khi thêm người dùng hay tài nguyên vào hệ thống.

¬ Nhân bản: nhân bản mệt thành phần nào đó của hệ thống. ví dụ tài nguyên dữ liệu đặt tại các vị trí khác nhau trong hệ thống. Hé co sé dit liéu phan tan (Distributed database system_DDBS) Một cơ sở dữ liệu phân tán là tập hợp nhiều cơ sở dữ liệu có quan hệ logic với nhau và được phân bố trên một mạng máy tính.Mỗi trạm của mạng có khả năng xử lý tự quản và có thể thực hiện các ứng dụng cục bộ, mỗi một trạm cũng có thể tham gia vào ít nhất 1 ứng dụng toàn cục, có yêu cầu truy xuất dữ liệu tại nhiều trạm. Từ đó ta định nghĩa: Hệ quản trị cơ sở đữ liệu phân tan (DDMS) là một hệ thông phân mềm cho phép quản lý các cơ sở dữ liệu phân tín và làm cho việc phân lớn trở nên “vô hình" đối với người sử dụng.

Môi trường của hệ cơ sở dữ liệu phân tán được mô tả qua hình 2. Trạm5 Trạm§ Tram Mang tmyén } mH Tram5 Tram ] Hình 2. Môi trường của hệ cơ sở dữ liệu phân tán 1. Giao dịch và quản lý giao dịch 1.

Các khải niệm Các đối tượng khác nhau của hệ không phải là các đối tượng độc lập nhau, chúng quan hệ bởi một tập các quan hệ gọi là một tập các ràng buộc toàn vẹn. Trạng thái thoả mãn một tập các ràng buộc toàn vẹn gọi là trạng thái gắn bó. Một CSDL ở trong một trạng thái nhất quán (sắn bé) nếu nó tuân theo tất cả các ràng buộc toàn vẹn (nhất quán) được định nghĩa trên nó. Sự thay đổi trạng thái xảy ra khi ta thực hiện các thao tác chèn, sửa hoặc xoá (gọi chung là cập nhật).

Chúng ta cần đảm bảo rằng CSDL không bao giờ chuyển sang trạng thái không nhất quán. CSDL có thể tạm thời không nhất quán trong khi thực hiện giao dịch. điều quan trọng là CSDL phải trở về trạng thái nhất quán khi giao dịch chấm dứt. 6 Một cơ chế cho phép duy trì sự gắn bó trong môi trường phân tán có sự cố phải là: Bảng 2: Cơ chế cho phép duy trì sự gắn bó.

STT Phải thực hiện 1 | Giao dịch T bắt buộc phải được thực hiện một cách trọn vẹn. 2 | Nếu có sự cố diễn ra thì bắt buộc nó phải quay trở lại điểm xuất phát. Muến thực hiện những điều vừa nêu trong bảng trên, người ta đòi hỏi giao dịch phải có các đặc tính toàn vẹn như sau: Bảng 3: Các đặc tính của giao dịch STT Đặc tính Nếu một tiễn trình bị sự cế trước khi kết thúc T nhưng lại sau các thao tác thay đổi cần thiết của T, trạng thái của hệ là gắn bó. Nếu một tiễn trình bị sự cế trước khi diễn ra các thay đổi của T, trạng thái của hệ là gắn bó.

3 Nêu một tiên trình bị sự cô giữa các thay đôi của T, trạng thái của hệ là không gắn bó. Y Gin be “TT eee ee Khéng gin bo - khi cập nhật (hay đổi} ei 7 e khi cập nhật (thay đổi) Hình 3. Ba giai đoạn của một giao dịch Độ tin cậy hay khả tín muốn nói đến khả năng tự thích ứng của một hệ thống đối với các loại sự cố và khả năng khôi phục lại từ những sự cố này. Một hệ thống tự thích ứng sẽ dung nạp được các sự cố hệ thống và có thể tiếp tục cung cấp các dịch vụ ngay cả khi xảy ra sự cố.

Một DBMS hẻi phục được là DBMS có thể 7 chuyển sang trạng thái nhất quán (bằng cách quay trở lại trạng thái nhất quán trước đó hoặc chuyển sang trạng thái nhất quán mới) sau khi gặp sự cố. Quản lý giao dịch lo giải quyết các bài toán duy trì được CSDL ở trong trình trạng nhất quán ngay cả khi có nhiều truy xuất đồng thời và khi có sự cố. M6t giao dich la một đơn vị tính todn nhất quán và đứng tin cậy. Vì thê về mặt trực quan, một giao dịch nhận mội CSDL, thục hiện một hành động trên CSDL và sinh ra một “bảng” CSDI, mới gây ra một dịch chuyên trạng thái.

Điều này tương tự nh điều mà câu vấn tin thục hiện, ngoại trừ trường hợp nếu CSDL nhất quán truớc khi thục hiện giao dịch. Tinh huấn kết thúc giao dịch: Một giao dịch luôn luôn kết thúc ngay cả khi có xảy ra sự cố.Nếu giao dịch có thể hoàn tất thành công tác vụ của nó, chúng ta nói giao dịch đó uỷ thác.Ngược lại nếu một giao dịch phải ngừng lại khi chưa hoàn tất công việc, chúng ta nói nó bị huỷ bỏ.Ngoài ra DBMS có thể huỷ bỏ một giao dịch, chẳng hạn do bị khoá cài.Khi một giao dịch bị huỷ bỏ, quá trình thực thi sẽ ngừng và tất cả mọi hành động đã được thực hiện đều phải được hồi lại, đưa CSDL trở về trạng thái trước khi thực hiện giao dịch.Quá trình này gọi là cuộn ngược.