基于网络编码的云存储系统中负载均衡技术研究
[Abstract]:Nowadays, IT technology has been developed rapidly and widely used in the information digital age, which is characterized by the rapid development of IT technology. The focus of the development of the Internet has shifted from hardware equipment and software applications to massive data storage, and the main body of consumer data storage services has gradually shifted from enterprise users to individual users. Most of the data generated by individuals are pictures and documents. Unstructured data such as video. Due to the limitations of scalability, high availability, fault-tolerant processing and delayed access, the traditional IT storage technology can not meet the needs of mass storage. Cloud storage allows storage capacity to be increased through low-cost node unit expansion, plus its high availability and reliability, secure storage, etc. A growing number of big companies are turning to the emerging market of cloud storage based on distributed storage. The well-known commercial cloud storage services include Apache's open source implementation of GFS, Hadoop, Microsoft's Live Skydrive and Dropbox, Amazon's highly available and scalable distributed data storage system, Dynamo, and so on. Because of its good characteristics and open source implementation, HDFS (Hadoop Distributed File System) has gradually become the mainstream application file system. HDFS, which is the basic support platform of cloud storage, uses multi-copy duplication redundancy technology, and the storage space and bandwidth transfer resources are wasted to a certain extent. In the case of massive increase of data, the consumption of this kind of resources will increase linearly. After a system with frequent file operation runs for a long time, the later maintenance cost will be higher. To solve this problem, we build a distributed cloud storage system (NC-HDFS,) based on network coding, which is based on HDFS and integrates information theory data fault-tolerant coding technology, and improves the system's fault-tolerant ability on the basis of reducing redundancy effectively. Aiming at supporting system resource monitoring and load balancing scheduling, this paper studies the performance optimization technology in NC-HDFS, and adds a certain load balancing mechanism to optimize reading and writing. The main contributions are as follows: (1) aiming at the new features of distributed storage system (NC-HDFS) based on network coding and the defect that HDFS only monitors the relevant parameters of disk capacity, a resource monitoring module is designed and implemented to support the memory of CPU,. The real-time collection and management of disk I / O utilization ratio and other parameters provide a decision basis for dynamic load balancing optimization design. (2) aiming at the real-time update of resource status information, Furthermore, the heartbeat protocol of HDFS and the data structure related to the storage of the performance state of the data node at the name node end are optimized, so that the new node reference data can be received and processed by the name node in time through the protocol. At the same time, it provides support for the name node to know the dynamic change information of the data node. (3) aiming at the data reading and writing requirement of NC-HDFS, a dynamic request scheduling mechanism based on multi-attribute constraint is established. The selection of data nodes in n file blocks and k in reading files is realized, which effectively improves the efficiency of reading and writing files, and achieves the balance of resource utilization in the system.
【学位授予单位】:南京大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TP333
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,本文编号:2235020
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