基于素数的光谱 Bloom 过滤器,用于分布式面向文档的非关系数据库中数据匹配的主动反熵机制

Валерій Нікітін, Євген Крилов
{"title":"基于素数的光谱 Bloom 过滤器,用于分布式面向文档的非关系数据库中数据匹配的主动反熵机制","authors":"Валерій Нікітін, Євген Крилов","doi":"10.31891/csit-2023-3-9","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Метою даної роботи є порівняння існуючих методів формування спектрального фільтра Блума з використанням хеш-функцій та запропонованого методу з використанням  простих чисел. Запропонований метод дозволяє отримати знімки з документів, які можна використовувати для підтримки узгодженості даних в розподілених документоорієнтованих NoSQL базах даних як частину механізму Active Anti-Entropy. Узгодженість даних є важливою та складною задачею через необхідність горизонтального масштабування інформаційних систем. Нехтування цим може призводити до матеріальних або навіть людських втрат, оскільки цифровізація охоплює абсолютно всі сфери діяльності людини і є необхідність у розподіленій обробці та зберіганні інформації. Консистентність може забезпечуватись різними шляхами, серед яких архітектурний підхід та Active Anti-Entropy механізми. Під архітектурним підходом мається на увазі централізовані операції запису, які розповсюджуються до другорядних вузлів. Відповідно операції читання відбуваються з другорядних вузлів. Даний підхід не є гнучким, оскільки вимагає стабільного та швидкого зв’язку з центральним вузлом, що не завжди можливо. Active Anti-Entropy механізм представляє собою фоновий процес, який перевіряє узгодженість даних між вузлами використовуючи спеціальні знімки, які можуть бути отримані з використанням хеш-функцій або такої структури даних як Merkle Tree. Використання останнього ідеально підходить для перевірки узгодженості цілих наборів даних, але для критично важливих даних це рішення не підходить. Ймовірність колізій або обчислювальні витрати можуть призводити до неузгодженості цілого набору даних і це вимагає спеціального рішення для критично важливих даних. Запропонований метод дозволяє швидше отримувати спектральний фільтр Блума з вихідного набору даних. Окрім цього, він має вищу колізійну стійкість в порівнянні з використанням хеш-функцій, що дозволяє швидше ідентифікувати неузгодженість документів, які зберігаються на різних вузлах.","PeriodicalId":353631,"journal":{"name":"Computer systems and information technologies","volume":"69 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2023-09-29","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"СПЕКТРАЛЬНИЙ ФІЛЬТР БЛУМА НА ОСНОВІ ПРОСТИХ ЧИСЕЛ ДЛЯ ВИКОРИСТАННЯ В ACTIVE-ANTI ENTROPY МЕХАНІЗМІ УЗГОДЖЕННЯ ДАНИХ У РОЗПОДІЛЕНІЙ ДОКУМЕНТООРІЄНТОВАНІЙ НЕРЕЛЯЦІЙНІЙ БАЗІ ДАНИХ\",\"authors\":\"Валерій Нікітін, Євген Крилов\",\"doi\":\"10.31891/csit-2023-3-9\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"Метою даної роботи є порівняння існуючих методів формування спектрального фільтра Блума з використанням хеш-функцій та запропонованого методу з використанням  простих чисел. Запропонований метод дозволяє отримати знімки з документів, які можна використовувати для підтримки узгодженості даних в розподілених документоорієнтованих NoSQL базах даних як частину механізму Active Anti-Entropy. Узгодженість даних є важливою та складною задачею через необхідність горизонтального масштабування інформаційних систем. Нехтування цим може призводити до матеріальних або навіть людських втрат, оскільки цифровізація охоплює абсолютно всі сфери діяльності людини і є необхідність у розподіленій обробці та зберіганні інформації. Консистентність може забезпечуватись різними шляхами, серед яких архітектурний підхід та Active Anti-Entropy механізми. Під архітектурним підходом мається на увазі централізовані операції запису, які розповсюджуються до другорядних вузлів. Відповідно операції читання відбуваються з другорядних вузлів. Даний підхід не є гнучким, оскільки вимагає стабільного та швидкого зв’язку з центральним вузлом, що не завжди можливо. Active Anti-Entropy механізм представляє собою фоновий процес, який перевіряє узгодженість даних між вузлами використовуючи спеціальні знімки, які можуть бути отримані з використанням хеш-функцій або такої структури даних як Merkle Tree. Використання останнього ідеально підходить для перевірки узгодженості цілих наборів даних, але для критично важливих даних це рішення не підходить. Ймовірність колізій або обчислювальні витрати можуть призводити до неузгодженості цілого набору даних і це вимагає спеціального рішення для критично важливих даних. Запропонований метод дозволяє швидше отримувати спектральний фільтр Блума з вихідного набору даних. Окрім цього, він має вищу колізійну стійкість в порівнянні з використанням хеш-функцій, що дозволяє швидше ідентифікувати неузгодженість документів, які зберігаються на різних вузлах.\",\"PeriodicalId\":353631,\"journal\":{\"name\":\"Computer systems and information technologies\",\"volume\":\"69 1\",\"pages\":\"\"},\"PeriodicalIF\":0.0000,\"publicationDate\":\"2023-09-29\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Computer systems and information technologies\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.31891/csit-2023-3-9\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"\",\"JCRName\":\"\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Computer systems and information technologies","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.31891/csit-2023-3-9","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0

摘要

本文旨在比较使用哈希函数形成布鲁姆频谱过滤器的现有方法和使用质数的拟议方法。作为主动反熵机制的一部分,所提出的方法可以从文档中获取快照,用于在面向文档的分布式 NoSQL 数据库中保持数据一致性。由于信息系统需要横向扩展,数据一致性是一项重要而具有挑战性的任务。忽视这一点可能会导致物质甚至人员损失,因为数字化绝对涵盖了人类活动的所有领域,而且需要分布式处理和存储信息。 一致性可以通过不同的方式来确保,包括架构方法和主动反熵机制。架构方法意味着集中写入操作分布到二级节点。相应地,读取操作也从二级节点执行。这种方法并不灵活,因为它需要与中心节点进行稳定、快速的通信,而这并不总是可能的。主动反熵机制是一个后台进程,它使用特殊快照来检查节点间数据的一致性,这些快照可以使用哈希函数或 Merkle 树等数据结构获得。后者非常适合检查整个数据集的一致性,但不适合关键任务数据。碰撞概率或计算成本会导致整个数据集的不一致性,这就需要为关键数据提供特殊的解决方案。所提出的方法可以更快地从原始数据集中提取布鲁姆光谱滤波器。此外,与使用哈希函数相比,它具有更高的抗碰撞能力,可以更快地识别存储在不同节点上的文档中的不一致之处。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
СПЕКТРАЛЬНИЙ ФІЛЬТР БЛУМА НА ОСНОВІ ПРОСТИХ ЧИСЕЛ ДЛЯ ВИКОРИСТАННЯ В ACTIVE-ANTI ENTROPY МЕХАНІЗМІ УЗГОДЖЕННЯ ДАНИХ У РОЗПОДІЛЕНІЙ ДОКУМЕНТООРІЄНТОВАНІЙ НЕРЕЛЯЦІЙНІЙ БАЗІ ДАНИХ
Метою даної роботи є порівняння існуючих методів формування спектрального фільтра Блума з використанням хеш-функцій та запропонованого методу з використанням  простих чисел. Запропонований метод дозволяє отримати знімки з документів, які можна використовувати для підтримки узгодженості даних в розподілених документоорієнтованих NoSQL базах даних як частину механізму Active Anti-Entropy. Узгодженість даних є важливою та складною задачею через необхідність горизонтального масштабування інформаційних систем. Нехтування цим може призводити до матеріальних або навіть людських втрат, оскільки цифровізація охоплює абсолютно всі сфери діяльності людини і є необхідність у розподіленій обробці та зберіганні інформації. Консистентність може забезпечуватись різними шляхами, серед яких архітектурний підхід та Active Anti-Entropy механізми. Під архітектурним підходом мається на увазі централізовані операції запису, які розповсюджуються до другорядних вузлів. Відповідно операції читання відбуваються з другорядних вузлів. Даний підхід не є гнучким, оскільки вимагає стабільного та швидкого зв’язку з центральним вузлом, що не завжди можливо. Active Anti-Entropy механізм представляє собою фоновий процес, який перевіряє узгодженість даних між вузлами використовуючи спеціальні знімки, які можуть бути отримані з використанням хеш-функцій або такої структури даних як Merkle Tree. Використання останнього ідеально підходить для перевірки узгодженості цілих наборів даних, але для критично важливих даних це рішення не підходить. Ймовірність колізій або обчислювальні витрати можуть призводити до неузгодженості цілого набору даних і це вимагає спеціального рішення для критично важливих даних. Запропонований метод дозволяє швидше отримувати спектральний фільтр Блума з вихідного набору даних. Окрім цього, він має вищу колізійну стійкість в порівнянні з використанням хеш-функцій, що дозволяє швидше ідентифікувати неузгодженість документів, які зберігаються на різних вузлах.
求助全文
通过发布文献求助,成功后即可免费获取论文全文。 去求助
来源期刊
自引率
0.00%
发文量
0
×
引用
GB/T 7714-2015
复制
MLA
复制
APA
复制
导出至
BibTeX EndNote RefMan NoteFirst NoteExpress
×
提示
您的信息不完整,为了账户安全,请先补充。
现在去补充
×
提示
您因"违规操作"
具体请查看互助需知
我知道了
×
提示
确定
请完成安全验证×
copy
已复制链接
快去分享给好友吧!
我知道了
右上角分享
点击右上角分享
0
联系我们:info@booksci.cn Book学术提供免费学术资源搜索服务,方便国内外学者检索中英文文献。致力于提供最便捷和优质的服务体验。 Copyright © 2023 布克学术 All rights reserved.
京ICP备2023020795号-1
ghs 京公网安备 11010802042870号
Book学术文献互助
Book学术文献互助群
群 号:481959085
Book学术官方微信