基于P2P的云存储系统模型设计与分析

发布时间：2018-03-13 06:37

  本文选题：云存储模型　切入点：对等网络　出处：《华中科技大学》2012年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：云存储是一种集合了多种现有计算机技术的网络存储形式，与传统的网络存储相比，云存储的显著特点在于按需使用、按量付费。目前基于主从式结构的云存储模型存在单点故障，并存在容易使主节点负载过高的缺点；基于对等结构的云存储模型具有管理同步更新较为复杂，并存在网络分区和绕路等问题；此外，，目前的云存储系统并不能够根据用户的需求选择数据的存储地点。 为此，本文在分析了对等网络的基础之上，分析并比较了目前两种典型的云存储平台，设计了一种基于P2P的层次化云存储模型。该模型通过增加了点连通度和边连通度，极大的缓解了覆盖网的分割问题，以及避免了主从式网络中单点故障的问题。通过层次化的结构布局，存储节点包含了其所在环上的其它所有节点的信息，方便了数据的同步更新。此外，通过重构存储节点的ID，提高了覆盖网与实际物理网络的一致性，减少了通信时延；并具有路由局部性与地点感知功能，数据的定位过程中不会产生绕路问题；根据节点ID中的比例码，有效的缓解了由于路由局部性所带来的负载不平衡的问题。 分析了该模型的工作机制，包括对节点的加入和退出机制进行了分析，讨论了节点中各种数据结构的同步及更新。然后分析了数据的定位方式，进一步的，分析了数据的迁移和负载均衡及其缓存和副本机制等。最后模拟分析了结果，对读写响应特性、负载是否均衡、平均的数据定位跳数进行了分析。研究结果可为云存储系统的设计与运行提供理论基础。
[Abstract]:Cloud storage is a network storage form which combines many existing computer technologies. Compared with traditional network storage, cloud storage is characterized by its on-demand use. At present, the cloud storage model based on master-slave structure has a single point of failure, and has the disadvantage of easily overloading the master node, and the cloud storage model based on peer-to-peer structure has complicated management of synchronous update. In addition, the current cloud storage system can not select the data storage location according to the needs of users. Therefore, based on the analysis of peer-to-peer network, two typical cloud storage platforms are analyzed and compared, and a hierarchical cloud storage model based on P2P is designed, which increases point connectivity and edge connectivity. It greatly alleviates the problem of overlay network segmentation and avoids the problem of single point failure in master-slave network. Through the hierarchical structure layout, the storage node contains the information of all the other nodes on the ring in which it is located. In addition, by reconstructing the IDs of storage nodes, the consistency between overlay network and actual physical network is improved, and the communication delay is reduced. In the process of data location, there is no bypass problem. According to the scale code of node ID, the problem of load imbalance caused by routing locality is effectively alleviated. This paper analyzes the working mechanism of the model, including the join and exit mechanism of the node, discusses the synchronization and update of various data structures in the node, and then analyzes the location mode of the data. The migration and load balancing of data and the mechanism of caching and replica are analyzed. Finally, the results are simulated and analyzed. The average number of hops of data location is analyzed and the results can provide a theoretical basis for the design and operation of cloud storage system.
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TP333;TP393.02

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本文编号：1605204