客舱环境中的分布式文件系统优化设计研究

发布时间：2020-06-16 20:35

【摘要】：对于C919大型客机来说,传统机载娱乐系统采用单点存储,使用单一服务器存放文件。然而,面对如今海量的高清视频等存储文件的存储量,以及近两百名用户的使用规模,传统系统结构明显无法胜任。因此,本文基于客舱链路的拓扑结构,对机载娱乐系统的文件系统进行优化设计研究。本文对文件系统的优化设计主要从以下方面进行:本文创新的提出了基于链路结构的分布式文件系统搭建方案;在分布式文件系统基础上,深入研究了去中心化分布式文件系统的负载均衡策略,提出了改进的基于热区判断的负载均衡算法——MTTL-K算法,并通过OPNET仿真验证;搭建测试平台,测试本文提出存储方案性能。本文主要研究工作如下:(1)搭建分布式文件系统。本文采用分布式文件系统代替传统单点存储,通过测试市面上文件系统性能,采用GlusterFS作为本文的分布式文件系统;对于菊花链路拓扑结构的文件系统来说,副本节点的放置策略会影响系统吞吐率。本文分析对比了三种不同的副本节点放置策略,通过NS3仿真并选择了性能最优的一种方案;(2)研究适用于客舱的分布式文件系统负载均衡算法。本文提出了一种基于热区判断和DHT(Distributed Hash Table)的数据迁移的负载均衡算法——MTTL-K负载均衡算法,算法通过一致性哈希和分布式哈希表技术结合配置节点。从负载率判断、迁移目标节点选择和迁移对象选择等多个角度优化算法性能,同时算法考虑到负载转移节点阻塞以及抖动情况。在节点利用率上,采用存储空间利用率和CPU利用率来描述节点负载利用率;算法的核心策略,在于选择源节点迁移对象时优先考虑负载率较高文件、目标节点选择负载率较低节点,以及判断目标节点接收负载后的负载率,防止抖动;(3)仿真与测试验证优越性。采用OPNET仿真软件对MTTL-K算法进行仿真,并从算法收敛时间、负载均衡度和负载转移次数三个方面对算法进行对比,验证MTTL-K算法有效性。搭建测试平台,对改进的文件系统和传统单点存储系统进行测试对比。通过对仿真结果以及测试结果的分析讨论,验证本文文件系统的可用性与高效性。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP301.6;V243
【图文】：

第三章 面向客舱环境的分布式文件系统方式。仿真为十个节点服务器，十个客户端，每个客户端一内容；第二幅图的仿真为十个节点服务器，十个客户取分布式文件系统内容。

33图 3-13 十节点十并发性能仿真图 3-13 可以看出，十节点一并发和十节点十并发情况率变化趋势基本相同。在不同的并发情况下，三种方吐率一直保持最高。相邻放置策略，因为数据的读取最不理想。

【参考文献】

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本文编号：2716548