基于P2P结构的广域分布式存储相关技术研究
发布时间：2021-06-30 09:24
P2P计算技术有别于传统客户/服务器服务模式,具有极强的鲁棒性和可扩展性。在互联网信息爆炸的今天,利用P2P技术来构建海量数据分布式存储系统成为最有效的存储组织模式之一。P2P计算环境中的拓扑一致性、节点动态性、异构性和自治性等问题是构建分布式存储系统面临的关键问题和难点。以利用Internet上个人计算机的空闲计算资源、存储资源和网络资源构建一个面向海量用户的海量分布式存储系统为主要应用目标,本文研究了目前主要采用的分布式存储技术,分析了利用P2P技术构建分布式存储系统面临的主要问题,在研究构建P2P存储系统的基础理论和算法基础之上,针对现有P2P存储系统在实时性和容错性上存在的不足,提出一个面向Internet的基于对等结构的分布式存储系统（RSA-Store）框架,对存储覆盖网络构建、数据管理、副本一致性维护和负载均衡等问题提出了相应的解决方案和策略,主要研究工作和创新如下：（1）提出一种新的存储覆盖网络构建机制来改善P2P网络中的拓扑一致性问题。拓扑一致性问题严重制约了存储系统的性能,现有研究通过测量节点之间的网络距离并在此基础上对节点进行分组来改善这种影响,通过网络距离进行分...
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 分布式存储技术研究述评
1.2.1 区域网络存储技术
1.2.2 分布式文件系统
1.2.3 广域分布式存储技术
1.2.4 基于对等结构的广域分布式存储系统
1.3 P2P存储技术面临的主要问题
1.4 本文的主要工作和贡献
1.5 论文结构
第2章 基于P2P结构的广域分布式存储框架RSA-Store
2.1 引言
2.2 P2P存储节点组织方式
2.2.1 集中目录式结构
2.2.2 纯分布式结构
2.2.3 超节点结构(混合P2P方式)
2.2.4 结构化P2P网络
2.2.5 分析与讨论
2.3 P2P存储系统中的容错技术
2.3.1 BFT副本容错
2.3.2 BFT纠错码Quorum容错
2.3.3 BFT副本Quorum容错
2.3.4 P2P存储系统BFT容错小结
2.4 P2P存储系统实时性保证技术研究
2.4.1 P2P存储系统中的服务器选择技术
2.4.2 P2P存储系统中的缓存技术
2.5 一种基于P2P结构的广域分布式存储框架RSA-store
2.5.1 系统设计思想
2.5.2 系统体系结构设计
2.5.3 存储覆盖网络构建
2.5.4 准入机制
2.5.5 数据管理机制
2.5.6 副本一致性维护
2.5.7 负载均衡机制
2.7 小结
第3章 基于区域语义的存储覆盖网络构建方法
3.1 引言
3.2 相关研究
3.3 基于区域语义的存储覆盖网络构建方法
3.3.1 RSA-HRing覆盖网络体系结构
3.3.2 基于区域语义的节点分簇方法
3.3.3 覆盖网络拓扑结构保持机制
3.3.4 RSA-HRing构建开销分析
3.4 基于路径矢量的覆盖网络路由算法(Path-Vector Routing Algorithm)
3.4.1 算法基本思想
3.4.2 算法实现
3.4.3 算法性能分析
3.5 仿真实验与讨论
3.5.1 拓扑构建消耗的消息数比较
3.5.2 路由性能比较
3.6 小结
第4章 一种基于区域感知的存储数据管理策略
4.1 引言
4.2 相关研究
4.3 基于区域感知的数据存储机制
4.3.1 文件存储机制
4.3.2 数据备份机制
4.3.3 文件定位机制
4.4 RSA-Store数据访问性能分析
4.4.1 数据访问开销
4.4.2 节点失效对数据访问成功率影响的概率分析
4.6 仿真实验与讨论
4.6.1 定位数据的覆盖网跳数比较
4.6.2 节点失效对数据定位效果的影响
4.6.3 SNFT-RA算法对数据定位效果的影响
4.7 小结
第5章 基于节点异构度的副本一致性维护方法
5.1 引言
5.2 相关研究
5.3 基于节点异构度的副本一致性维护算法
5.3.1 前提假设及相关定义
5.3.2 节点异构度
5.4 更新内容树的建立
5.4.1 问题模型
5.4.2 MDU-H算法
5.5 NHDCOM的维护
5.5.1 副本节点的加入与离开
5.5.2 副本节点的失效
5.6 算法性能分析
5.7 仿真实验与讨论
5.8 小结
第6章 一种基于虚拟服务器拆分的负载平衡算法
6.1 引言
6.2 相关研究
6.3 SVSP问题
6.3.1 SVSP问题定义
6.3.2 SVSP数学建模
6.3.3 SVSP的概率分析
6.4 基于虚拟服务器拆分的负载平衡算法(VSSLBA)
6.4.1 算法思想与分析
6.4.2 VSSLBA
6.5 仿真实验与讨论
6.5.1 实验环境
6.5.2 SVSP概率分析仿真
6.5.3 虚拟服务器拆分算法的有效性检验
6.5.4 VSSLBA对负载平衡性能的影响
6.6 小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读博士学位期间发表的论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于物理拓扑的改进Chord模型[J]. 符云清,王兴芹. 计算机工程. 2012(06)
[2]一种对等结构的云存储系统研究[J]. 吴吉义,傅建庆,平玲娣,谢琪. 电子学报. 2011(05)
[3]DHT网络规模估计算法的定量分析与设计[J]. 肖波,聂晓文,侯孟书. 电子科技大学学报. 2011(02)
[4]一类DHT算法中负载的概率分布[J]. 聂晓文,卢显良,孟江涛,彭永祥. 计算机应用研究. 2009(10)
[5]DHT算法基本统计特性及其应用[J]. 聂晓文,卢显良,周旭,李梁,徐海湄. 四川大学学报(工程科学版). 2009(05)
[6]Ca-Chord:基于主从环的Chord路由算法[J]. 李京文,熊焰,高燕. 计算机工程. 2009(11)
[7]结构化Chord算法改进[J]. 李广华,朱志祥. 西安邮电学院学报. 2009(03)
[8]基于P2P网络环境下的副本一致性维护算法[J]. 郭晓梅,李仁发,文吉刚,谢鲲. 计算机科学. 2009(01)
[9]基于副本索引的P2P副本一致性维护策略[J]. 蒋试伟,欧阳松. 计算机工程. 2008(19)
[10]P2P系统中基于副本链的一致性维护算法[J]. 苏长根,欧阳松. 计算机工程. 2008(18)
博士论文
[1]DHT覆盖网若干基础性问题研究[D]. 聂晓文.电子科技大学 2009
[2]基于P2P的分布式存储及其相关技术研究[D]. 侯孟书.电子科技大学 2005
[3]面向Internet的大规模分布式存储技术研究[D]. 周旭.电子科技大学 2004
[4]大规模分布式存储技术研究[D]. 魏青松.电子科技大学 2004
本文编号：3257486
【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：133 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 分布式存储技术研究述评
1.2.1 区域网络存储技术
1.2.2 分布式文件系统
1.2.3 广域分布式存储技术
1.2.4 基于对等结构的广域分布式存储系统
1.3 P2P存储技术面临的主要问题
1.4 本文的主要工作和贡献
1.5 论文结构
第2章 基于P2P结构的广域分布式存储框架RSA-Store
2.1 引言
2.2 P2P存储节点组织方式
2.2.1 集中目录式结构
2.2.2 纯分布式结构
2.2.3 超节点结构(混合P2P方式)
2.2.4 结构化P2P网络
2.2.5 分析与讨论
2.3 P2P存储系统中的容错技术
2.3.1 BFT副本容错
2.3.2 BFT纠错码Quorum容错
2.3.3 BFT副本Quorum容错
2.3.4 P2P存储系统BFT容错小结
2.4 P2P存储系统实时性保证技术研究
2.4.1 P2P存储系统中的服务器选择技术
2.4.2 P2P存储系统中的缓存技术
2.5 一种基于P2P结构的广域分布式存储框架RSA-store
2.5.1 系统设计思想
2.5.2 系统体系结构设计
2.5.3 存储覆盖网络构建
2.5.4 准入机制
2.5.5 数据管理机制
2.5.6 副本一致性维护
2.5.7 负载均衡机制
2.7 小结
第3章 基于区域语义的存储覆盖网络构建方法
3.1 引言
3.2 相关研究
3.3 基于区域语义的存储覆盖网络构建方法
3.3.1 RSA-HRing覆盖网络体系结构
3.3.2 基于区域语义的节点分簇方法
3.3.3 覆盖网络拓扑结构保持机制
3.3.4 RSA-HRing构建开销分析
3.4 基于路径矢量的覆盖网络路由算法(Path-Vector Routing Algorithm)
3.4.1 算法基本思想
3.4.2 算法实现
3.4.3 算法性能分析
3.5 仿真实验与讨论
3.5.1 拓扑构建消耗的消息数比较
3.5.2 路由性能比较
3.6 小结
第4章 一种基于区域感知的存储数据管理策略
4.1 引言
4.2 相关研究
4.3 基于区域感知的数据存储机制
4.3.1 文件存储机制
4.3.2 数据备份机制
4.3.3 文件定位机制
4.4 RSA-Store数据访问性能分析
4.4.1 数据访问开销
4.4.2 节点失效对数据访问成功率影响的概率分析
4.6 仿真实验与讨论
4.6.1 定位数据的覆盖网跳数比较
4.6.2 节点失效对数据定位效果的影响
4.6.3 SNFT-RA算法对数据定位效果的影响
4.7 小结
第5章 基于节点异构度的副本一致性维护方法
5.1 引言
5.2 相关研究
5.3 基于节点异构度的副本一致性维护算法
5.3.1 前提假设及相关定义
5.3.2 节点异构度
5.4 更新内容树的建立
5.4.1 问题模型
5.4.2 MDU-H算法
5.5 NHDCOM的维护
5.5.1 副本节点的加入与离开
5.5.2 副本节点的失效
5.6 算法性能分析
5.7 仿真实验与讨论
5.8 小结
第6章 一种基于虚拟服务器拆分的负载平衡算法
6.1 引言
6.2 相关研究
6.3 SVSP问题
6.3.1 SVSP问题定义
6.3.2 SVSP数学建模
6.3.3 SVSP的概率分析
6.4 基于虚拟服务器拆分的负载平衡算法(VSSLBA)
6.4.1 算法思想与分析
6.4.2 VSSLBA
6.5 仿真实验与讨论
6.5.1 实验环境
6.5.2 SVSP概率分析仿真
6.5.3 虚拟服务器拆分算法的有效性检验
6.5.4 VSSLBA对负载平衡性能的影响
6.6 小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读博士学位期间发表的论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于物理拓扑的改进Chord模型[J]. 符云清,王兴芹. 计算机工程. 2012(06)
[2]一种对等结构的云存储系统研究[J]. 吴吉义,傅建庆,平玲娣,谢琪. 电子学报. 2011(05)
[3]DHT网络规模估计算法的定量分析与设计[J]. 肖波,聂晓文,侯孟书. 电子科技大学学报. 2011(02)
[4]一类DHT算法中负载的概率分布[J]. 聂晓文,卢显良,孟江涛,彭永祥. 计算机应用研究. 2009(10)
[5]DHT算法基本统计特性及其应用[J]. 聂晓文,卢显良,周旭,李梁,徐海湄. 四川大学学报(工程科学版). 2009(05)
[6]Ca-Chord:基于主从环的Chord路由算法[J]. 李京文,熊焰,高燕. 计算机工程. 2009(11)
[7]结构化Chord算法改进[J]. 李广华,朱志祥. 西安邮电学院学报. 2009(03)
[8]基于P2P网络环境下的副本一致性维护算法[J]. 郭晓梅,李仁发,文吉刚,谢鲲. 计算机科学. 2009(01)
[9]基于副本索引的P2P副本一致性维护策略[J]. 蒋试伟,欧阳松. 计算机工程. 2008(19)
[10]P2P系统中基于副本链的一致性维护算法[J]. 苏长根,欧阳松. 计算机工程. 2008(18)
博士论文
[1]DHT覆盖网若干基础性问题研究[D]. 聂晓文.电子科技大学 2009
[2]基于P2P的分布式存储及其相关技术研究[D]. 侯孟书.电子科技大学 2005
[3]面向Internet的大规模分布式存储技术研究[D]. 周旭.电子科技大学 2004
[4]大规模分布式存储技术研究[D]. 魏青松.电子科技大学 2004
本文编号：3257486
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/ydhl/3257486.html
