题目：高可用PaaS平台的副本机制研究与实现

云计算PaaS平台负责软件开发环境的配置与提供，以完成软件服务开发环境的配置、提供与管理。PaaS平台有两个特点：由于平台中部署的web服务数量巨大，服务的可用性对平台的可用性有很大的影响；PaaS平台自身体系架构的总线结构和中心节点结构会带来瓶颈问题。副本技术是提高基于廉价商用物理设备搭建的通用平台的可用性和可扩容性的主流解决方案，但是没有考虑PaaS平台的特点，存在一定局限性。

本文立足于web服务和PaaS平台架构的特点，开展有关高可用副本协议的方法和系统的研究，在保证副本强一致性的前提下，优化副本协议本身的性能。首先为了实现Paxos基本优化，本文设计了批处理优化算法，提高了系统的吞吐率，降低了系统响应时间。然后，为了获取副本协议和强一致性模型下优化手段中用到的可交换关系，本文从业务协议出发，提出了基于业务协议结构特征的请求间可交换关系挖掘算法，算法通过加入元结构的定义，抽象出了业务协议的结构特征，从而得到请求间的可交换关系。进而，将请求间可交换关系引入Paxos算法，减少了Paxos算法第一阶段的时间，实现了基于请求间可交换关系优化。此外，为了完善副本协议的失效机制，本文提出了容错和错误恢复算法，实现了在节点发生失效情况下的错误恢复机制。最后，设计了并实现高可用PaaS平台的副本机制原型系统，并进行实验验证，通过将本文实现的优化副本协议和经典的副本协议进行对比分析，结果表明在串行和并行请求情况下的响应时间都低于经典副本协议，证明了本文提出算法的有效性；并对本文实现的优化副本协议的性能进行测试，验证了本方法的可用性极强。