5个研究背景和意义示例,教你写计算机Raft论文

今天分享的是关于Raft的5篇计算机毕业论文范文, 如果你的论文涉及到Raft等主题,本文能够帮助到你

基于区块链的数字切片存储与共享方案的研究与实现

这是一篇关于数字切片,区块链,Raft,Hyperledger Fabric的论文, 主要内容为病理切片对临床诊断以及病理学研究有着重要的意义,数字切片的出现提高了病理医生的工作效率,为远程病理诊断以及AI医疗辅诊提供新的研究方向。然而中心化的存储以及医疗隐私泄漏等问题导致切片数据在医疗机构中形成了数据孤岛,阻碍了数字切片技术的进一步发展。区块链技术的发展为医疗数据存储与共享提供了新思路,去中心化、不可篡改、可溯源等优点使其被广泛的使用在数字货币、商品溯源、医疗安全等领域。Hyper Ledger Fabric是一个开源的联盟区块链平台,为基于区块链的应用提供了实现框架。本文学习区块链技术的基础上,就如何提高数字切片存储与共享过程中的安全性、隐私性、共享性进行研究并实现。首先,在深入了解区块链的Raft一致性共识算法后,本文针对Raft算法中存在因网络丢包及多候选人竞争导致的多轮选举问题提出改进,通过使用自适应多发的投票方式以及推荐候选人的选举方式来改善Raft选举过程中存在的无领导者任期的现象,从而加快集群领导者选举的速度,提高Raft算法的可用性。之后,提出一种基于区块链的数字切片存储共享双链方案。方案首先根据数字切片图像结构特点,通过下采样以及图像切割的方式对数字切片进行预处理,将数字切片转换为符合dicom标准的dcm文件及摘要数据,标准的dcm格式让数字切片重新拥有了共享价值。使用区块链分布式账本分别存储数字切片摘要数据以及可共享的数字切片信息,dcm文件加密存储在IPFS文件系统中,去中心化的存储方式保证了数据的安全性。使用基于ECDSA算法的身份验证机制及AES+RSA混合加密来保证共享过程成员的身份安全以及个人隐私安全。最后,综合以上所有研究,设计并实现数字切片存储与共享系统。系统采用浏览器\服务器架构,使用Hyperledger Fabric作为底层区块链网络,用户数据存储在关系型数据库Mysql中,通过Hyperledger Fabric SDK for Java工具与Fabric网络进行数据交互。系统后端使用Spring Boot+Mybatis框架进行开发,前端部分使用Vue.js开发。从用户登录、数据访问、数据上传、请求共享四个功能模块介绍系统实现过程以及实现效果,并对系统功能进行逐一测试。

基于RW-BFT共识机制的电子数据存证系统

这是一篇关于电子数据存证,区块链,RW-BFT,实用拜占庭容错算法,Raft的论文, 主要内容为利用区块链技术解决第三方信任危机和数字安全隐患问题,是当前电子数据存证系统的研究热点之一。本文针对实用拜占庭容错算法延展性差、通信开销大、效率低及无法动态增加节点等问题,应用最大容错理论,研究提出了基于权重视图切换与两阶段共识策略的WPBFT1算法以及基于共识信息同步与WPBFT的RW-BFT算法,设计实现了基于RW-BFT2共识机制的电子数据存证系统。主要研究工作和成果包括:1.提出了一种基于权重视图切换与两阶段共识策略的拜占庭容错算法WPBFT。首先通过引入权重因子,选取部分节点参与共识,同时修改视图切换协议,提高系统的效率,提升延展性。其次,将PBFT三阶段共识改为二阶段共识,减少通信量。实验结果表明,相比于PBFT,WPBFT提高了系统的可扩展性以及降低了通信损耗。2.提出了一种基于共识信息同步与WPBFT的RW-BFT算法。引入Raft算法,解决WPBFT算法在添加节点时必须将所有节点停止导致信息同步差的问题,通过将Raft算法内置于WPBFT之中,由Raft算法负责保证各节点配置信息一致,而WPBFT算法负责同步产出区块,以实现信息同步的节点动态增加。实验结果表明,RW-BFT算法可有效实现节点动态增加,且可较好地保持信息同步。3.采用SSM框架开发了基于RW-BFT共识机制的电子数据存证系统。系统分区块链层、智能合约层、业务层三层设计。区块链层的网络模块包含P2P网络通信和共识算法,数据模块用于存储区块数据。智能合约层用来连接业务层和区块链层,实现数据上区块链和查询已上链数据。业务层主要包括电子数据上传、电子数据下载、电子数据鉴定、电子数据认证以及电子数据查询等功能模块。系统采用RESTful架构开发,留有存证系统与取证系统、出证系统对接接口。测试结果表明,系统达到了预期功能且稳定性较好。主要贡献:提出一种引入权重因子且将三阶段共识改为二阶段共识,同时与Raft算法结合达到动态增加节点的共识算法,并将该算法应用于电子数据存证系统中,实现了电子数据存证的全过程。

基于区块链的数字切片存储与共享方案的研究与实现

基于动态副本集合的Raft协议优化

这是一篇关于分布式共识,Raft,线性一致性,日志最新性的论文, 主要内容为在现代分布式数据库中,通常使用多副本的备份机制来为系统提供容错能力,并且使用基于主节点的共识协议来保证副本之间的线性一致性。随着负载规模的不断增长,负责集群中所有读写操作的主节点极易遇到单点瓶颈的问题。为了降低主节点上的负载压力,可以将读负载转移到副本上处理。根据副本读取一致性的不同,现有的副本读取方案可分为两类:其一是从副本上直接提供弱一致性的读取结果,该方案下读取操作仅由副本在本地处理即可,缓解了主节点的性能瓶颈,但并不适用于银行交易、电商支付等对一致性要求较高的场景;其二是从副本上提供线性一致性的读取结果,该方案下读取操作需要与主节点进行交互,面临着通讯轮数增加带来的高延迟的影响。因此,本文旨在绕过主节点,来提供副本上的本地线性一致性的读取方法。本文对基于领导者的Raft协议进行了改进,采用副本线性一致性读取方案,提出了基于动态副本集合的本地线性一致性读取方法。本方法主要关注以下三个问题:首先,在基于领导者的共识协议中,主节点上的负载压力较大,往往会成为系统的性能瓶颈。其次,键值型数据库中的顺序扫描日志项的过程,严重影响了系统的性能。最后,面对分布式环境下的各种异常,需要有完善的容错机制。基于上述三个问题,本文的主要贡献如下:(1)基于日志最新性的定义,提出了动态副本集合的划分策略。通过日志最新性划分出了不同的副本集合。具有日志最新性的副本节点可以在绕过主节点的情况下,直接从本地提供线性一致性的读取结果,从而将读取操作转移到副本上进行,缓解单点瓶颈问题。(2)设计了层次化拉取的写入优化和并行扫描计数布隆过滤器的读取优化策略。首先,通过层次化策略将部分写入操作转移到副本上进行,并采用副本主动拉取日志项的策略,提高了系统的吞吐量。其次,对日志项构建计数布隆过滤器,加速目标键查询的速度。最后,通过并行扫描不同状态的日志项来加速扫描过程,从而降低读取操作的时延。(3)针对不同的故障场景,提出了动态副本集合调整的容错机制。本文列出了分布式系统下可能出现的故障场景,通过对系统的周期性检测,及时发现并动态调整性能较差的副本,设计了完备的容错机制。其次,通过TLA+模型检验给出了角色转换的验证结果,验证了策略的正确性。与此同时,通过详细分析违背线性一致性结果的例子,给出了副本上线性一致性读取的保证。综上所述,本文提出了一种在Raft算法中实现副本上本地线性一致性读操作的方法。通过副本分类,利用具有最新日志项的副本来为读操作提供线性一致性的读取结果。为了进一步提高系统性能,设计了具体的优化策略,如基于计数布隆过滤器的索引优化、并行读取、层次化写入和主动的拉取日志项。此外,提出了针对各种故障情况的容错机制,并使用TLA+对其进行形式化的验证。最后,本文提出的方法与经典的Raft算法相比,在吞吐量和时延方面分别提升了30%和20%。