面向数据中心的容错存储和数据访问优化问题的研究

发布时间：2017-10-29 23:31

  本文关键词：面向数据中心的容错存储和数据访问优化问题的研究

  更多相关文章： 数据中心网络 容错性 放置策略 用户请求调度

【摘要】：数据中心是云计算技术的核心部分,在云上的存储、计算、查询等服务实际上都是在数据中心完成。云计算已渗入到人们的日常生活,这导致数据中心中存储的数据急剧增多,对分布式存储系统中的容错性有了更高的要求。近十年来,将网络编码技术引入到数据的容错技术是研究的一大热点。而在分布式系统中引入网络编码后,对数据在数据中心的放置策略与数据访问等问题又可以展开新的讨论。本课题就是针对这两个问题进行优化研究。本课题的第一部分,是在数据中心网络中引入了网络编码的容错技术以后,将容错性作为数据放置策略的考虑因素之一,提出了基于容错存储优化的放置策略。数据中心网络有三种架构方式,以交换机为核心、以服务器为核心、以及混合型。基于编码系统中,服务器之间的距离对修复失效节点的影响,课题采用以服务器为核心的架构——BCube数据中心网络拓扑结构。课题中所提出的优化放置策略,需要考虑的因素有三个,数据的访问效率、存储节点的负载、恢复失效节点的时间期望值。综合以上三个因素,制定出选择分布式存储节点的标准,由于节点负载更均衡、失效时恢复时间更短,依此标准选择的存储结构有更高的容错性。本课题的第二部分,是基于编码系统的特性,提出新的用户请求调度策略。在编码系统中,任取存储节点中的部分节点存储的数据,经解码后即可获得所有数据。因此,用户的请求可以在任意服务器上服务,增加了用户请求排队模型的服务窗口数量,这无疑会减少用户等待的平均时延。本课题提出的算法,增加了缓冲区内的排队队列,用不同队列有不同优先级的管理方式,对排队中的用户请求进行管理。从而不需要记忆服务器服务过的子请求,也不会有服务器空闲、等待中的子请求不能分配其上的情况发生。通过这样的管理方式,很好的优化了用户在编码系统中的访问效率。最后,对上述两个算法通过进行仿真实验,来验证是否分别对放置策略和调度策略进行了优化。
【关键词】：数据中心网络 容错性 放置策略 用户请求调度
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP308
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 数据中心简介10-13
• 1.3 数据中心网络的研究现状13-14
• 1.4 本文主要研究工作14-15
• 1.5 本文的结构15-16
• 第2章 数据中心分布式放置与调度策略概述16-27
• 2.1 分布式存储复制策略研究概述16-18
• 2.2 网络编码在分布式存储中的应用18-21
• 2.2.1 分布式存储中的再生码18-20
• 2.2.2 修复模型20-21
• 2.3 分布式存储中放置策略研究概述21-23
• 2.4 基于网络编码的数据访问调度策略23-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第3章 基于容错存储的放置策略优化方法27-34
• 3.1 E-MSR编码27-29
• 3.2 BCube数据中心网络节点命名规则29-30
• 3.3 基于容错存储优化的放置策略30-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第4章 基于网络编码的数据访问优化方法34-41
• 4.1 编码存储下的数据访问模型34-35
• 4.2 基于网络编码的Priority-queue(k)调度算法35-38
• 4.3 Priority-queue(k)调度算法的性能分析38-40
• 4.4 本章小结40-41
• 第5章 仿真实验41-51
• 5.1 (6,3,5)E-MSR编码实例41-42
• 5.2 基于容错存储优化的放置策略实验42-46
• 5.3 基于网络编码的数据访问调度实验46-50
• 5.4 本章小结50-51
• 结论51-53
• 参考文献53-59
• 致谢59

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本文编号：1115138