基于MSBR编码的云数据存储及修复研究

发布时间：2020-05-31 09:00

【摘要】：随着大数据的全面爆发,云计算时代的来临,云端数据的安全性变得至关重要,对于其安全性问题,主要体现在安全的存储和发生故障时的修复两个方面。现有的云存储系统中采用的技术主要有基于加密、基于复制和基于纠删码的方法,随着数据量的不断增多,现有的方法将越来越难以满足存储系统中对于安全性和可靠修复的要求。与此同时,网络编码可以减少系统修复带宽和提高网络数据吞吐量的优点逐渐被发掘,现已成为云存储研究的热点。本文对基于网络编码的方法对云存储系统进行研究,提出了基于MSBR编码云数据安全存储模型和基于节点综合能力值(NCA)算法的数据块分配方法,提高了云存储的安全性。首先,提出了基于MSBR编码的云数据安全存储模型。模型中的MSBR编码方法,针对目前基于MSR编码的方法只能保证最低的存储开销而基于MBR编码的方法只能最大化降低系统的修复带宽的问题,根据系统的带宽资源和存储空间选择编码系数,分别对数据块采用MSR和MBR的编码方法,充分的利用了两种编码方法的优势,在系统带宽资源和存储空间利用率最大的基础上的同时只使用了较小的修复带宽和存储开销。其次,提出了基于节点综合能力值(NCA)算法的数据块放置方法。根据当前存储时间对节点的NCA值进行并求出安全存储阈值,通过NCA值和阈值的比较进行编码数据块的分配和副本的放置数量。从节点的安全性能出发,对云数据的存储提供了双重的安全保证。最后,通过仿真实验证明了本文提出的MSBR编码方法在带宽资源和存储开销衡量下的优势,以及基于NCA算法对编码数据块进行放置的合理性。最后通过基于马尔科夫链的方法对本文提出的基于MSBR编码的云存储模型进行性能评估。
【图文】：

b 网络编码模型图 2.1 信息传输模型图图2.1对网络编码的工作原理进行详细说明。在图2.1中，，点S表示源节点，点Z1和Z2用来表示接收信息的目的节点，在该图中每条边的传输容量都设为1bit。现在从源节点S同时向Z1和Z2发送大小均为1bit的消息a1和a2。在信息传输过程中会经过中间节点D1和D2。如图2.1（a）所示，在通信网络中对数据进行传输时，由于其自身的转发信息机制是先存储再转发，在对信息进行处理时，作为中继节点的D1由于其最大只能接收1bit的信息量，所以只能从节点A和B传递过来的消息中任意选择一条传送给下一个节点。在这种传统的信息传输模式中，由于每条链路的最大容量为1bit

任意一条边的代表的链路的容量。图 2.2 容量网络图如图2.2所示为一个经典的容量网络图，只是描述了通信网络中节点与链路之间的最大容量，可以在此基础上定义流函数。定义2-2 流函数。在E上定义 f ( e ):E → C, f ( e )需要符合以下条件：（1）在e ∈ E中,存在关系0 ≤ f ( e ) ≤c ( e)
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP333

【参考文献】

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4 毛华;毛晓亮;李斌;;网络最大流部分割矩阵算法[J];计算机科学;2011年12期

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本文编号：2689619