数据网格中副本管理关键技术的研究

发布时间：2017-08-09 20:39

  本文关键词：数据网格中副本管理关键技术的研究

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【摘要】：数据网格为处理大规模数据密集型应用提供了大量的计算资源和存储空间,在全球范围内实现了各类资源的共享。由于网格中可用资源的有限性以及大规模工作负载的产生,网格资源的有效使用成为了重要的挑战。数据复制技术即副本管理技术,它不仅可降低带宽消耗,提高容错能力,还可增强可扩展性。因此,数据复制技术成为了网格技术研究中的重要课题之一。本文通过对各种副本管理策略的深入研究,针对当前副本管理策略效率不佳的现象,提出了一种基于响应时间和副本代价的副本管理策略。首先,本文对当前存在的副本管理策略中的网格拓扑结构进行了分析,根据它们的优缺点,选择了3层带宽层次结构作为课题研究的基本网络结构。针对当前副本管理策略中副本选择算法仅考虑单一的副本选择因子的局限性,综合考虑存储中副本请求队列等待时间和数据传输时间,提出了一种基于副本响应时间的副本选择算法来选择最佳副本;同时,也给出了一种基于副本需求的副本放置算法。其次,本文对当前传统的副本替换模型和副本替换策略进行了分析研究,发现它们只考虑副本使用频率而忽略其他因素,从而导致系统性能低效。针对这种情况,通过考虑副本的访问频率和副本的传输代价两个参数来删除文件,从而避免了不必要的时间延迟和带宽消耗,提出了一种基于副本代价的副本替换策略。再次,通过综合考虑基于响应时间的副本选择算法、基于副本需求的副本放置算法和基于副本代价的副本替换算法,提出了一种基于响应时间和副本代价的动态复制策略。最后,使用Optor Sim网格模拟器作为试验平台,对基于响应时间和副本代价的动态复制策略与动态分层副本管理策略进行了模拟仿真。从多个性能评价标准的角度出发,对比这两种管理策略的实验数据,从而验证了所提出策略的有效性。
【关键词】：数据网格 副本管理 网格拓扑 副本选择 副本替换 OptorSim
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.02
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 研究背景及研究意义10-12
• 1.1.1 网格技术产生的背景10-11
• 1.1.2 网格技术产生的意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.2.1 国外研究现状12-13
• 1.2.2 国内研究现状13-14
• 1.3 本文的研究工作14
• 1.4 本文的组织结构14-16
• 第2章 网格的相关理论基础16-23
• 2.1 网格概述16-18
• 2.1.1 网格的分类16-17
• 2.1.2 网格的特点17-18
• 2.2 网格体系结构18-20
• 2.2.1 五层沙漏结构18-19
• 2.2.2 开放网格服务结构19
• 2.2.3 Web服务资源框架19-20
• 2.3 副本管理20-22
• 2.3.1 副本的创建21
• 2.3.2 副本的一致性21
• 2.3.3 副本的选择21-22
• 2.3.4 副本的删除22
• 2.3.5 数据移动22
• 2.4 本章小结22-23
• 第3章 基于响应时间的副本选择算法及副本放置算法23-38
• 3.1 数据网格中副本的基本概念23-26
• 3.2 网格拓扑结构26-28
• 3.3 基于响应时间的副本选择算法28-33
• 3.3.1 影响副本选择的因素28-29
• 3.3.2 基于响应时间的副本选择公式29-31
• 3.3.3 基于响应时间的副本选择算法31-32
• 3.3.4 副本选择算法的实例32-33
• 3.4 基于副本需求的副本放置算法33-37
• 3.4.1 副本放置分析33-34
• 3.4.2 基于副本请求的副本放置策略34-35
• 3.4.3 基于副本请求的副本放置算法35-36
• 3.4.4 副本放置算法的实例36-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第4章 基于副本代价的副本替换算法38-49
• 4.1 副本替换38-39
• 4.1.1 副本替换模型38-39
• 4.1.2 传统的副本替换策略39
• 4.2 基于副本代价的副本替换算法39-46
• 4.2.1 基于副本代价的副本替换公式40-41
• 4.2.2 基于副本代价的副本替换策略41
• 4.2.3 基于副本代价的副本替换算法41-44
• 4.2.4 算法性能分析44-46
• 4.3 DHRA副本管理策略46-47
• 4.3.1 副本选择策略46-47
• 4.3.2 副本替换策略47
• 4.4 基于响应时间和副本代价的动态复制算法47-48
• 4.5 本章小结48-49
• 第5章 算法实现和性能分析49-59
• 5.1 网格模拟工具Optor Sim49-53
• 5.1.1 Optor Sim的体系结构49-51
• 5.1.2 Optor Sim的工作流程51-53
• 5.2 实验参数的配置53-54
• 5.2.1 仿真环境53
• 5.2.2 网格环境配置53-54
• 5.3 算法性能评价标准54-55
• 5.4 算法模拟结果和性能分析55-58
• 5.4.1 不同作业数条件下的作业执行时间的比较55-56
• 5.4.2 不同文件大小条件下的作业执行时间的比较56-57
• 5.4.3 不同SE大小条件下的作业执行时间的比较57-58
• 5.5 本章小结58-59
• 结论59-61
• 参考文献61-65
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果65-66
• 致谢66-67
• 作者简介67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 曲正伟;赵伟;黄松岭;;面向资源共享与协作的仪器设备网格[J];电测与仪表;2007年02期

2 王小宁;肖海力;曹荣强;;中国国家网格软件集成与应用服务研究[J];华中科技大学学报(自然科学版);2010年S1期

3 史文，

本文编号：647230