基于syncml的移动数据同步系统的研究与实现

江苏大学硕士学位论文基于SYNCML的移动数据同步系统的研究与实现姓名王文琴申请学位级别硕士专业计算机应用技术指导教师鞠时光20060630江苏大学硕匕学位论文摘要关键词移动计算，移动数据库，数据同步，复制，冲突处理，琾琩瑂甌猯瓼，江苏大学硕士学位论文课题背景为了解决移动计算时代的数据一致性问题，移动设备厂商们提出了众多的数据同步方案，这其中包括系腍、的、江苏人学硕学位论文发起组发布了数据同步规范姹荆訪传输进行了修正；年眨琒鹱榉剂薙萃焦娣目前几个主要的手机生产公司如诺基亚、索尼爱立信、摩托罗拉等公司已课题内容论文组织结构念以及移动数据库的应用前景，介绍了移动数据库的复制和同步技术。江苏大学硕士学位论文江苏人学硕卜学位论文在近年的研究历史中，传统的分布计算与分布式数据库的研究都是基于有线网络和固定主机的，它们都采用了一些默认的隐含假设，例如固定网络连接、对等通信代价、主机结点固定不变等等。但是，进入到年代以后，随着移动通信技术的迅速发展和投入使用，加上计算机的大量普及，使得许多计算结点已经可以在自由移动的过程中与网络建立连接，使上述这些假设条件不再成立。于移动计算环境概述动用户访问网络中数据的需要。这将是一种更加灵活、复杂的分布计算环境，人江苏大学硕学位论文图移动计算环境的典型体系结构的同时仍然可以保持通讯连接；江苏大学硕上学位论文素的限制，一般不采用保持持续联网的工作方式，而是主动或被动地间歇性入网、断接；不仅是间歇的，而且是低带宽的；移动数据库的概念和特点人在移动时可以存取后台数据库人可以带着后台数据库的副本移动江苏大学硕匕学位论文移动数据库的复制和同步技术移动设备运行完整的数据库服务器以便对数据及相应的事务进行管理。理系统鏞等车目突江苏大学硕士学位论文接存取固定网络上的数据库，必然带来较大的网络通信开销，而且目前的无线通图复制移动数据库系统的体系结构可用性与可伸缩性；新数据库；【、虚拟主副本方法、多版本冲突消】等。移动商务的兴起医疗卫生利用手持设备，医生在出诊时可以避免携带大量的病历，也可以第页江苏大学硕士学位论文在家中随时获取病人的信息，及时做出诊断。智能交通管理、军事指挥系统、消防现场作业等。第页江苏大学硕士学位论文数据同步协议分析业界有几种数据同步协议得到应用并获得认可，但是要在一个特定的网络环据量尽可，具备较好的通讯复杂度。第页步技术按照模式慢同步模式和快同步模式。协议上，也可以应用在局域网连接条件下。它的同步是事先固定的仅支持固定端点的连接，支持的网络规模也较小。第页江苏人学硕上学位论文支持多种传输协议支持任意的网络数据充分考虑到移动设备的资源限制协议最小功能就是给予所有设备最常用的数据同步能力持，在今后有极大发展空间。在现有的应用环境下拥有和、据库同步应用的主流。协议是一种开放式的规范，它建立了一种基于扩展标记语第页持的数据类型、命令格式、能够在各种网络传输的消息格式；消息可以在任何一种有线和无线的网络上传输，在协议的传输方式绑定中定义了可以在基于，超文本传输协议，无线会话协议输协议基本上涵盖了所有的远程和短程连接。表示协议文献表示协议主要定义了同步所支持的数据类型、命令格式、能够在各种网络传输的消息格式。消息格式图包和消息结构第页江苏大学硕士学位论文命令包含有两类用于请求的命令和用于应答的命令。爸寻址就是数据同步过程中，用于指定设备、服务、数据库、数据项等对象实第页江苏大学硕士学位论文支持的目标设备千差万别，其计算存储能力、支持的数据内容种类和格式等都有很大差别，两个设备在进行交互的时候，必须对此进行协调。协议规定，在数据同步开始前，客户端和服务器端进行设备信息的交互，以确定客户端设备所支持的数据类型以及其他信息，这一过程保证了对各种终端设备的最大支持。客户端与服务器之间交换两种信息同步协议参考框架结构第页江苏大学硕十学位论文图框架结构包含一个同步客户代理。并且在大多数情况下，首先将本地数据库发生改变的信息发送给。同时，必须能够接收到对第页图客户端和服务器端同步时的消息交互同步类型客户端刷新同步第页有信息给客户端，以完全代替客户端的原有数据。传输方式绑定使得每个包传输的数据量尽可能少。设备和其它类似的移动无线设备和其它一些网络传输协议。第页江苏大学硕上学位论文数据结构据格式，使得协议有着更广泛的应用。渤莆5缱用第页有两个原因第页江苏大学硕卜学位论文图大对象分拆第页江苏大学硕上学位论文步操作将擞抛步包巾篈命令巾定义的毁搬埘步獒型继续进行和娇突较疚衿觯篒认霬迸拓击其一的涂停说乃鵩数掘修改嗣步包教戥步】始裕讼颉椒二呻同客步卜服端务的器数中擗的和同服步务对巾接的收致到的同比步较数据乜进捌数冲据突同、步型分斩析服处务坶器同敲步器端端的掘广和酱妫四竣椒衿鞣褪碌慕犷孔淳砗蚆自，令包琾步结粜狫一一图同步过程模型，代表最后一次的同步事件，标识将要或正在进行的同步事件。第页垩蒸盔兰堡主堂垡笙茎同步标志锚，为下次同步做准备。实现资源分析协议的实现。它提供了一个能用于第页江苏人学硕学位论文的实现接口，允许用户和开发人员自定义同步数据源以及冲突处理机制。根据角网络传输协议，其处于客户端角色时，使用瓾消息文档；协议层负责数据同步的协议处理流程，完成同步的协议交互；第页设计目标又可以将移动设备中的数据上载到服务器中；新操作，即允许离线更新数据副本；同步的能力，以保持两者之间的数据一致性；改；放性第页江苏大学硕学位论文仪禞兜移础钵，端图系统体系结构图在这个环境中，网络分为固定网络和无线网络两部分。在拓扑结构上，系统采用星型结构，以同步服务器为中心结点。整个系统由以下几类结点组成第页江苏人学硕七学位论文中保存的个人信息的又一种方式。用户可以通过榔鞯锹絎服务器，实验环境各部分实验环境如下移动终端庖桓鲋悄芤贫缁运行环境固定网络环境同步服务器数据库纯开发的关系型数据库，占用的空间很中心数据库服务器衿鳎篔结果集传递直接合并同步机制第页江苏大学硕士学位论文如何跟踪并识别同步数据集的差异变化以什么方式将同步数据集的变化应用到要同步的结点上由于移动设备的频繁断接性和资源限制，结果集传递直接合并法在每个同步及记录修改时间，在每次数据同步完成后修改日志被清空。中在上次同步时间之后修改的数据项的完整信息发送到移动设备端进行处理。第页日志文件中的修改类型变化情况及最终结果新增簧境鼶钪战峁何薏僮更新簧境鼶一新增最终结果更新在采用结果集传递直接合并法同步机制的移动数据库系统中，移动结点上的移动设备和网络断开连接，所有的数据存取作为移动事务在本地数据副本上执步过程，此时处于消解状态。在这个状态下，移动设备需要将移动事务在本地数据副本上所作的数据更新通过同步服务器反映到主数据库中。同时，其它移动设备所作的反映到主数据库中的修改也要写入到移动设备上的数据副本中。在同步过程完成后，移动设备上的数据副本和主数据库中的数据保持一致。这样，又回到一致性状态中。第页点，以刷新移动结点上数据副本的过程为数据下载过程。蚕硎在办公室褂糜隝嗔腜辉诼猛局校褂肞、智能手机或笔记本电脑。因此对于使用多设备的用户，其个人通讯录信息，应该属于共享数据类型，在这些设备上进行的更新操作在同步过程中同样会引起冲突的发生。户端对该条记录进行了更新；或者中心数据库更新了一条记录的主关键字，同时第页通过上述对同步冲突类型的分析，可以看出移动客户端修改信息合并到主数据库的过程中，不仅要考虑移动客户端数据的当前更新状态，还需要考虑中心数据库中数据的更新状态。只有这样，才能准确判断数据是否发生了冲突。为此，本系统在结果集传递直接合并法同步机制中，根据服务器和移动客户端上数据可能处于的更新状态，绘制了如表所示的表格，并分析了在每一个状态交叉点，是否存在冲突。系统实现时，同步服务器按照表所示规则，对服务器端和移动客户端数据库中记载的对同一记录的操作状态进行比较，从而判断是否存在冲新增删除已同步新增已同步用说氖菰贐端增加新数据用说氖菰贏端增加新数据第页江苏大学硕士学位论文由管理员干预来判定获胜者。以上冲突解决策略可以根据实际应用的要求来选择，也可以相互结合使用。第页江苏大学硕士学位论文甀中心数据库服务器设计来存取数据，用户可以根据目录记录的标识名来读取单个记录，或回溯到树的顶部。目录服务的特点主要是优化数据读取性能、问协议，简称通常关系数据库适用于彼此间联系或相关性较为复杂的信息的处理和分析，如数据分析、统计、报表生成等。例如对于类似“查找所有导师都在岁以上的学生名单”这样的操作，对关系数据库来说，这是很普通的关系查询，但目录服务并不擅长这种相关关系的查询操作。目录服务能保存各种对象的信息，保存的内容比关系数据库更丰富，形式更灵活。目录服务对大量的复杂的用户查询请求能做出迅速的应答，可以以高度分布式的方式实现，目录服务和关系数据库在功能和特性方面各有千秋。虽然目录的功能在有些方面不如关系数据库强大，但是，提出目录服务的初衷并不是要提供和般意义的数据库相同的功能，它们的目的是要在分布式的环境中，以最优化、最经济的结构，组织网络中的各种信息资源。第页江苏大学硕士学位论文的仆图系统的目录树结构模型图系统中，在上设置了一个根域，用户节点被添加在域中，此用户的地址本数据琣、第页江苏大学硕上学位论文疭狿疭狧疭甋第页江苏丈学硕士学位论文諮骤后，就可以使用其进行开发了。第页同步服务器模型图同步服务器和移动设备以及中心数据库服务器之间的关系本系统同步服务器中各个功能模块的作用如下身份认证、安全、日志、配置等服务；协议层模块是同步协议的实现层，完成协议的底层细节工作，如根据数据包的数据，按照协议进行相应的操作并返回响同步协议核心层模块，对应的主要内容，实现了按第页议时的数据处理，当前只支持协议。整个同步服务器运行在甇、等。使用了一个多层的分布式的应用程序模型，如图。应用程序的逻辑根据其实现的不同功能被封装到组件中，组成应用程序的大量应用程序组件根据其所属的多层的的环境中所处的层被封装到不同的机器中【】。傩眦习图模型第页江苏大学硕士学位论文在虸等公司的努力下逐渐成为工业标准，现在大约有几十服务器是在镜腏，就瞥龅男蚐魇怨的基础上发展起来的一个优秀的萌萜鳎茿甁的一个识别对数据应做的操作，如增加、删除、更新等等；决定如何实现对应的操作；保存服务器端可以处理的设备信息。其中字段是客户端在情况。第页江苏人学硕上学位论文图同步引擘的数据库模式一般情况下客户端和服务器的数据库中数据集的标识是通过号实现的，但在移动环境中存放在数据库服务器中的数据通常可以被其移动客户所共享，因此同一个信息可能被存放在不同的数据库中，对于同一数据项所分配的号一般是不同的，即便是使用名字作为标识也不能完全避免重复。为了解决这一问题，在实现时采用服务器端和移动端分别为数据项分配本地唯一标识号的办法。其中端对数据库记录的唯一标志称为针对本系统应用的多用户多设备移动计算环境，系统中对事务日志进行了优第页客户端数据库时间，服务器端将日志根据用户进行分片，每个用户都拥有属于自己的独享的同时同一用户账号的所有设备在与服务器同步时，对应的数据源、访问的同志是相第页图服务器端日志信息第“页在本系统中，同步引擎首先查询同步双方已提交的更新内容，并整理成两张码，最后将这一操作序列结果集传递给执行。牟煌刺募觳庵的冲突检测代码实现甆甆甆甆；甎甆甎；瓺第页甆瓺；痚甮，甮；第页江苏人学硕十学位论文在移动客户端更新数据集和中心数据库合并过程中，确定一条记录在另一个第页江苏大学硕士学位论文瓼瓼琻琻琻隝记载的是同一对象信息隝记载的是不同对象的信息籌第页豦籌国甤通过对服务器端和客户端记录比较，可以得出数字化的比较结果如下一籌囝甤第页江苏火学硕上学位论文数据同步处理流程同步服务器负责整个系统的同步，在同步服务器中，数据同步处理主要分为、【，玘岫岫、对集合中的每个条目筰；坐型竺竺坐竺竺，掣一一。、图数据同步处理序列图对象在它的方法里驱动所有步骤的执行，扫描请求的第页江苏大学硕上学位论文计算集合、，再根据这些集合、亩迦缤所示。菏粲谠碅条目第页江苏大学硕士学位论文条修改条，如果征服务器端映射袁中允映射关系奄找服务器数锱源中是俞自其相似项存在，若自进行合片处理浚琾，箅集合，砖孵镟台簦珹瓵産琲畇，琾狤珹，珹，珹，从牛宰甶呐琤，甮甮篶畁瑂，簕琩鏵痡第页江苏大学硕十学位论文本系统的实现过程中，通过引入同步数据源的概念，提供了对不同同步数据类型的支持。同步数据源是同步服务器可以用来同步的数据的集合，为了同步某种类型的数据缥募菘獗怼绽录，必须有合适的可以实现从真正的数据存储地将数据提取出来或将数据存储回去。表中定义的方法用来指定吲步源及同步类型用来进行同步结束后的后续数据处理用来获取给定的氖奔涞鉙之后更新过的同用来获取给定的氖奔涞鉙之后更新过的同用来获取给定的氖奔涞鉙之后全部的间步检测数据内容相似的教跄第页法中，为了得到同步条目，通常需要输入两个参数而不是调用疓表的方法方法描述返回该条目所属的第页江苏大学硕十学位论文传送，在接收端解析后再分别还原为数据原有的格式，这就为不同的应用程序提同步数据源的管理据源，可以按照规定的管理规范将其纳入管理界面进行管理。在系统步数据源的配置管理。在同步服务器中，使用开源数据库作为系统数据库，所以注册脚修改数据源目录下是针对数据库的。產；痩；痩痩产甇疘，；第页的同步。，第页与服务器端的同步，为了更好地研究和测试同步协议以及移动终端网络应用的开能手机。本章介绍系统中这两个模块的实现方法和设计思想。供的应用服务来管理和保存在数据库中的个人信息，实现以下目标管理员登录系统后进行用户管理没脑黾印境薷摹檠控制第页填充主要由梢趁嫱瓿墒油迹琒峁岣坏腏标签库，图工作原理图考虑到使用和维护的方便，个人信息管理模块的设计采用了疭架构、第页江苏大学硕上学位论文甀畑中指定具体的控制器以及初始参数。在此文件中，荩躓躶畑中的配置内容实现控制流眞畐”盠”保疢甦保痑痑盨”保疢甦保盕眕”保痑保疢”眞畐”盕眕”保痑第页系统中分管理员和用户两个模块，分别实现管理员对用户的管理和用户对个人地址本数据的管理。分实现方法见，等待由移动终端发起同步请求。支持普通双向同步、慢同步等主要的同步类型；包含自己的存储管理功能图基于的客户端结构第页江苏大学硕上学位论文体系镜腏教是专门为满足移动终端设备而设计的。已在手机领域获得了大量应用，可以为手机用户提供游戏、个人信息处理、电子地图、股票等服务程序。例如雎虚拟机鏟图结构第页作为移动端数据库。从概念上讲，峁思锹和存储记录议非常有限，仅限于琒琔等几种协议，不同的厂家可能还支持其他网络协议，但是，规范规定，协议是必须实现的协议，而其他协议的实现都是可选的。在用的一套工具包，本课题使用的版本是。完成与同步服务器的同步初始化，建立通讯连接，这个过程包括发送用户的验证信息没兔苈；根据移动客户端数据库中的附加信息位，检测移动客户端需要上载的数据流；移动客户端的通信模块将需要上载的数据流按照既定的格式发送给第页江苏大学硕上学位论文继续监听同步服务器发送来的消息，准备开始下载过程。接收到同步服务器发送的数据映射确认信息，断开和同步服务器的连接；同步过程结束。上次同步时间第页江苏大学硕上学位论文骷完整地址信息内容，顺序如下其中，修改状态位对应表如下状态值含义移动客户端修改信息检测修改信息通过修改状态位记载。其中当移动客户删除某条记录时，客户端的管理态位不为募锹季P薷募锹，就可以获得客户端修改记录集合，生成上载实现客户端数据操作的软件包包含客户端所有界面第页实现移动客户端和同步服务器同步操作猰猄畆狣蜭皀“皁口伶图实现同步的重要类荷蒘类的实例第页据同步有关的一些类，生成琒生第页江苏大学硕士学位论文第页江苏人学硕学位论文不；园转到境胖小濒思佑檬链接”地址哩蘦我的通讯录篓一一口口口口一一蓁一州三一图用户界面第页江苏大学硕士学位论文界面对进行用户管理的所有功能进行测试。移动客户端管理程序测试将移动客户端程序打包后，包括两个文件甹和甹，直客户端管理程序主要包括以下一些界面主菜单、地址本列表，地址本增加，地址本编辑，地址本查找和数据同步界面，图为移动客户端主界面。麓图移动客户端界面同步测试第页江苏人学顶士学位论文手机模拟器，打开地址列表，此时地址信息为空；进入设置界面，在其中将同步图移动客户端同步信息配置第页第页江苏大学硕卜学位论文论文工作总结第页该规范的同步服务器进行同步操作，但其未能完全实现数据同步规范的缺陷中可能会存在一些安全问题。目前本系统采用的身份认证机制仅采用了系统中加