CN1897494B - 有范围的可扩展时间戳数据同步方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例解决了关于基于时间戳的数据同步的现有技术中的不足，并且提供一种用于可扩展的、基于有范围的时间戳的数据同步的方法、系统和计算机程序产品。在本发明的实施例中，有范围的时间戳同步方法可以包括：计算指定时间的时间范围，以及使用每个锚的时间范围产生时间戳同步锚。可选地，可以计算时间范围的漂移值，并且当漂移值超过阈值时可以重复计算步骤和产生步骤。最后，可以使用锚来确定是否使用来自主主机计算平台中的主数据源的数据项来更新远程主机计算平台中的远程数据源中的数据项。

Description

有范围的可扩展时间戳数据同步方法和系统

技术领域

本发明涉及数据同步，并且尤其涉及基于时间戳的数据同步。

背景技术

数据同步是指置于多个位置的单一可操作数据集的一致。数据同步最经常与远程计算相关，其中根据远程数据集远程操控主数据集的副本。在恰当的时刻，可以通过确定数据集中的哪些项改变了而哪些项没有改变来使对副本数据集的改变和对主数据集的改变相互一致。在副本数据集中的数据项和在主数据集中的数据项都改变的情况下，可以应用冲突策略来确定要保持哪个数据项以及要重写哪个数据项。

数据同步方法在从静态方法到动态方法的范围内。在静态、未验证(naive)的方法中，可以将数据集中的每个数据项相互比较。在检测到冲突的情况下，可以应用一般规则来确定保持哪个数据项以及丢弃哪个数据项。例子包括服务器-修改-获胜(server-modification-win)和客户机-修改-获胜(client-modification-win)。在动态方法中，可以在日志中跟踪对数据项的改变，从而只同步日志中被标记的项，尽管通过使用一般规则。

高级的基于服务器的数据同步常常使用时间戳概念来解决数据集中修改的数据项之间的同步冲突。在时间戳方法中，无论何时添加、删除或改变了数据项，都将指示改变时间的时间戳与该数据项相关联。在同步期间，可以比较数据集中的数据项之间的时间戳，并且假设最近加时间戳的数据项是有效数据项。可以丢弃其他数据项。然而，本领域技术人员将认识到，时间戳方法的成功很大程度上依赖于执行数据同步的计算平台的时间同步。当一个时钟比另一个运行得快时，可能出现不期望的结果。

通常，可以通过多种方式同步不同计算平台的时钟。例如，公知的是参考用于公共时间的第三方源。特别地，两个计算平台都可以通过参考第三方，可信任的时间提供者(例如可网络访问的原子钟)来获得精确的时间。其他方法依靠建立的网络时间交换协议，例如网络时间协议或数字时间服务。然而，经过广泛分布的系统来参考公共时间可能阻碍系统的可扩展性。此外，在许多情况下，公共时间服务器可能由于公司安全策略或维护另一服务器的管理开销而不可用。因此，希望基于时间戳执行数据处理系统的数据同步而不阻碍数据处理系统的可扩展性。

发明内容

本发明的实施例解决了关于基于时间戳的数据同步的现有技术中的不足，并且提供一种用于可扩展的、基于有范围的时间戳(ranging time stamp)的数据同步的新颖且非显而易见的方法、系统和计算机程序产品。在本发明的实施例中，有范围的时间戳同步方法可以包括：计算指定时间的时间范围，以及使用每个锚(anchor)的时间范围产生时间戳同步锚。可选地，可以计算时间范围的漂移值，并且当漂移值超过阈值时可以重复计算步骤和产生步骤。最后，可以使用锚来确定是否使用来自主主机计算平台中的主数据源的数据项来更新远程主机计算平台中的远程数据源中的数据项。

在本发明的一个方面中，计算指定时间的时间范围的步骤可以包括：计算分别布置在彼此通信连接的远程主机计算平台和主主机计算平台中的时钟的误差值；以及基于所述计算出的误差值识别所述时间范围的最大时间和最小时间。在本实施例的另一方面中，计算指定时间的时间范围的步骤可以包括：计算分别布置在彼此通信连接的远程主机计算平台和主主机计算平台中的时钟的误差值和偏移；以及基于所述计算出的误差值和偏移识别所述时间范围的最大时间和最小时间。

所述计算分别布置在彼此通信连接的远程主机计算平台和主主机计算平台中的时钟的误差值的步骤可以包括：获得在来自所述远程主机计算平台的时间请求与从所述远程主机计算平台接收所述时间之间经过的时间周期；和将所述经过的周期减半以产生到所述远程主机计算平台的时间距离。随后，可以将所述时间距离与所述主主机计算平台中的时钟的已知精确度相加以产生所述误差值。此外，可以将所述时间距离与在所述所接收的时间和当接收到所述所接收的时间时的时间之间的差相加以产生所述偏移。

本发明的其他方面将在下面的描述中部分地阐明，并且将通过描述部分地变得清楚，或者可用通过本发明的实践习得。将通过所附权利要求书中特别指出的元件和组合来实现和获得本发明的方面。应当理解，前面的总述和下面的详细描述仅仅是说明性的，而不是对所要求的本发明的限制。

附图说明

附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分，所述附图示出本发明的实施例，并且与描述一起用来说明本发明的原理。这里所示的实施例是目前优选的，然而应当理解，本发明不限于所示的具体配置和手段，其中：

图1是为可扩展的、基于有范围的时间戳的数据同步而配置的数据处理系统；

图2是示出用于再同步图1的数据处理系统来产生有范围的时间戳的流程图；和

图3是示出使用有范围的时间戳同步锚执行数据同步的处理的流程图。

具体实施方式

本发明的实施例提供一种用于可扩展的、基于有范围的时间戳的数据同步的方法、系统和计算机程序产品。根据本发明的实施例，可以基于为时间范围中的每个锚点计算的最小时间和最大时间来为时间戳同步锚计算时间范围。在与远程计算平台的再同步处理期间可以基于计算出的偏移和误差确定每个同步锚的最小时间和最大时间。这样，可以执行精确和有效的数据同步而不必依靠公共的第三方时间源。

在更具体的图示中，图1是为可扩展的、基于有范围的时间戳的数据同步而配置的数据处理系统。数据处理系统可以包括连接到主主机计算平台110的主数据源140A和连接到远程主机计算平台120的远程数据源140B。主主机计算平台110可以通过数据通信网络130通信连接到远程主机计算平台120。

主主机计算平台110可以包括数据同步逻辑150。数据同步逻辑150可以包括允许将主数据源140A中更新的数据供应给远程数据源140B的程序代码。可以基于时间戳选择更新的数据，使得只有具有落入所选时间范围内的时间戳的更新的数据才可以作为更新提供给远程数据源140B。为此，可以使用时间戳同步锚来建立所选范围。另外，与普通的时间戳同步锚不同，本发明的时间戳同步锚可以是有范围的时间戳同步锚，其说明了主主机计算平台110和远程主机计算平台120之间的时间同步误差。

为了便于有范围的时间戳同步锚的计算，有范围的时间戳同步处理160可以连接到数据同步逻辑150。有范围的时间戳同步处理160可以识别在与远程主机计算平台120再同步处理期间的误差和偏移值。使用该误差和偏移值，最大时间和最小时间可以形成关于远程主机计算平台110中的实际时间的范围，使得当产生上一个和下一个时间戳同步锚时，可以使用上一个时间戳同步锚的最小边界和下一个时间戳同步锚的最大边界作为在识别主数据源140A中的、要作为更新提供给远程数据源140B的数据时的时间戳范围。

在另一图示中，图2是示出用于再同步图1的数据处理系统以产生有范围的时间戳的处理的流程图。在方框210中开始，可以从远程主机计算设备取得时间戳。在方框220中，可以启动再同步处理来产生用于生成有范围的时间戳同步锚的误差和偏移值。随后，在可以启动另一再同步之前，在判决方框230中可以经过一段时间。

再同步处理可以在方框240中开始。在方框240中，可以取得用于主主机计算平台的当前系统时间。随后，在方框250中，可以从远程主机计算平台取得时间。其后，在方框260中，可以再次取得用于主主机计算平台的当前系统时间。在方框270中，可以基于产生往返延迟值的、在较后取得的系统时间与最初取得的系统时间之间的差而将该差确定为平均时间。

得到的误差可以是往返延迟和距离之和，如下面等式所示：

            δ＝t_a-t_b

            ε＝λ+ρ

            ＝t_r-t_b+λ

$\mathrm{\λ}=\frac{\left|\mathrm{\δ}\right|}{2}$

            ε≤ε_max

在所示的等式中，变量δ是在向远程计算平台请求时间和从远程计算平台接收时间之间的往返延迟，变量ε是误差，变量λ是距离，变量ρ是时钟的精确度，而变量t_r是从远程计算平台得到的时间。在方框270中还可以基于从远程主机计算平台得到的时间、计算出的误差与已知的主主机计算平台的时钟精确度之和来计算偏移。

值得注意的是，可以足够频繁地重复再同步处理以计算和利用时钟的漂移值。特别地，漂移值是指示主主机计算平台和远程主机计算平台的同步时钟彼此偏离的速率(rate)的值。在这方面，可以将漂移值计算作为当前同步时间戳的平均时间和之前同步时间戳之间的差除以在产生两个时间戳之间实际经过的时间。实质上，漂移值是偏移对于时间的一阶导数。可以将漂移值加到最大等式和最小等式来产生更精确的范围，并且当漂移值超过指定阈值时可以配置进行再同步处理。

使用计算出的误差和偏移，可以在请求的数据同步操作期间产生时间戳同步锚。特别地，图3是示出使用有范围的时间戳同步锚执行数据同步的处理的流程图。如图3所示，在方框310中，对于落入指定时间范围的更新的数据，可以接收对数据同步的请求。随后，在方框320中，可以基于指定的时间范围计算上一个和下一个同步锚。每个锚可以包括最小时间值和最大时间值。最小时间值可以是所选时间与偏移相加减去误差值。通过比较，最大时间值可以是所选时间与偏移相加加上误差值。进而可以保证远程时间落入最小时间值和最大时间值的范围内。

在方框330中，可以取得来自主数据源的第一数据项，并且可以将取得的数据的时间戳与由上一个时间戳同步锚的最小时间和下一个时间戳同步锚的最大时间所定义的范围进行比较。如果在判决方框340中数据项落入范围内，则可以在方框图350中将数据项350作为更新提供给远程数据源。随后，在判决方框360中，如果仍有更多数据项要检查，则在方框图370中可以取得下一数据项进行处理。当不再有要处理的数据项时，可以在方框380中结束数据同步处理。

本领域技术人员将认识到，在极少情况下使用有范围的时间戳可以得到客户机在同步情况下已经接收到的更新。然而，这种“幻象更新”(ghostupdate)不需要影响客户机或服务器上存储的数据的完整性。相反，在冲突的情况下，可能的幻象更新可以被识别为落入上一个时间戳范围内的更新。可以用冲突解决策略处理这种情况，该策略指定实际的更新总是胜过可能的幻象更新。这样，由于前述方法而节省的网络带宽以及不必维护时间服务器而带来的方便可以胜过同步幻象更新中任何浪费的带宽，同时可以总是维护同步数据的完整性。

本发明的实施例可以采用完全硬件实施例、完全软件实施例或包含硬件和软件元素的实施例的形式。在优选实施例中，本发明用软件实现，其包括但不限于固件、驻留软件、微代码等。此外，本发明可以采用可从计算机可用或计算机可读介质访问的计算机程序产品的形式，该介质提供计算机或任何指令执行系统使用或有关的程序代码。

为了描述的目的，计算机可用或计算机可读介质可以是任何包含、存储、通信、传播或传输指令执行系统、装置或设备使用或有关的程序的任何装置。介质可以是电、磁、光、电磁、红外或半导体系统(或装置或设备)或传播介质。计算机可读介质的例子包括半导体或固态存储器、磁带、可移动计算机盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬磁盘和光盘。光盘的当前例子包括紧致盘-只读存储器(CD-ROM)、紧致盘-读/写(CD-R/W)和DVD。

适于存储和/或执行程序代码的数据处理系统将包括至少一个直接或通过系统总线间接连接到存储元件的处理器。存储元件可以包括在实际执行程序代码期间采用的局部存储器、大容量存储器和高速缓冲存储器，高速缓冲存储器提供对至少一些程序代码的临时存储以便减少在执行期间必须从大容量存储器取出代码的次数。输入/输出或I/O设备(包括但不限于键盘、显示器、指示设备等)可以直接或通过其间的I/O控制器连接到系统。网络适配器也可以连接到系统以允许数据处理系统通过其间的专用或公共网络连接到其他数据处理系统或远程打印机或存储设备。调制解调器、有线调制解调器和以太网卡正是当前可用类型的几种网络适配器。

Claims (7)

1.一种有范围的时间戳同步方法，包括：

计算指定时间的时间范围；

使用每个锚的所述时间范围产生时间戳同步锚；以及

使用所述时间戳同步锚来确定是否使用来自主主机计算平台中的主数据源的数据项来更新远程主机计算平台中的远程数据源中的数据项。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述计算指定时间的时间范围的步骤包括：

计算分别布置在彼此通信连接的远程主机计算平台和主主机计算平台中的时钟的误差值；以及

基于所述计算出的误差值识别所述时间范围的最大时间和最小时间。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述计算指定时间的时间范围的步骤包括：

计算分别布置在彼此通信连接的远程主机计算平台和主主机计算平台中的时钟的误差值和偏移；以及

基于所述计算出的误差值和偏移识别所述时间范围的最大时间和最小时间。

4.如权利要求2所述的方法，其中，所述计算分别布置在彼此通信连接的远程主机计算平台和主主机计算平台中的时钟的误差值的步骤包括：

获得在来自所述远程主机计算平台的时间请求与从所述远程主机计算平台接收所述时间之间经过的时间周期；

将所述经过的周期减半以产生到所述远程主机计算平台的时间距离；以及

将所述时间距离与所述主主机计算平台中的时钟的已知精确度相加以产生所述误差值。

5.如权利要求3所述的方法，其中，所述计算分别布置在彼此通信连接的远程主机计算平台和主主机计算平台中的时钟的误差值和偏移的步骤包括：

获得在来自所述远程主机计算平台的时间请求与从所述远程主机计算平台接收所述时间之间经过的时间周期；

将所述经过的周期减半以产生到所述远程主机计算平台的时间距离；

将所述时间距离与所述主主机计算平台中的时钟的已知精确度相加以产生所述误差值；以及

将所述时间距离与在所述所接收的时间和当接收到所述所接收的时间时的时间之间的差相加以产生所述偏移。

6.如权利要求1所述的方法，还包括：

计算所述时间范围的漂移值；以及

当所述漂移值超过阈值时重复所述计算步骤和产生步骤。

7.一种有范围的时间戳数据同步系统，包括：

用于计算指定时间的时间范围的模块；

使用每个锚的所述时间范围产生时间戳同步锚的模块；以及

使用所述时间戳同步锚来确定是否使用来自主主机计算平台中的主数据源的数据项来更新远程主机计算平台中的远程数据源中的数据项的模块。

Images