面向分布式数据存储系统可靠性的评估与增强技术研究

发布时间：2017-03-28 01:05

  本文关键词：面向分布式数据存储系统可靠性的评估与增强技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着计算机技术的不断发展,分布式海量数据存储的可靠性研究成为科学界关注焦点。海量数据加剧了网络动态变化,不可抗力和硬件失效等因素造成数据损坏、数据丢失和数据摧毁等情况。从而分布式数据存储系统的可靠性面临着巨大挑战。如何高效的评估和增强存储系统的可靠性,是分布式存储技术迫切需要改善和解决的问题。本文从如何提供高效评估和增强分布式数据存储服务的角度出发,基于分布式存储在可靠性方面的成果进行深入研究分析和总结的基础上,对分布式数据存储系统关于系统可靠性评估与增强技术手段两方面进行细致研究,取得以下成果:(1)主要研究投票算法对系统可靠性的评估,分析比较Majority Rule、Random Dictator、Random Troika三种投票算法在系统可靠性评估方面的优缺点。基于单个节点可靠性变化和节点逐个失效的情况下进行比较投票算法对系统可靠性的影响。通过仿真实验表明,随着单个节点的可靠性提升,Majority Rule投票算法具有一定的优势。当节点可靠性处在较低水平时,Random Dictator投票算法具有优势。Random Troika算法介于Majority Rule和Random Dictator之间。(2)对系统遭受攻击时,研究资源分配对系统可靠性的影响。主要研究介于系统防御策略和蓄意攻击者之间的系统可靠性。防御者保证系统可靠性不仅可以采取投票算法,还可以利用防御资源进行制造伪装节点或者保护系统节点;攻击者利用攻击资源随机选择系统中某些簇中节点进行攻击。系统可靠性在所有攻击策略中遭受破坏最大时,选择最优的防御策略,提高系统的可靠性。通过建立模型,利用对策矩阵解决在给定的攻防资源下,选择最优防御策略应对攻击策略,从而保证系统的可靠性。
【关键词】：可靠性评估 投票算法 冗余 防御策略 数据存储
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 符号对照表9-10
• 缩略语对照表10-13
• 第一章 绪论13-19
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 典型的分布式存储系统14-16
• 1.2.1 OceanStore分布式存储系统14-15
• 1.2.2 Granary分布式存储系统15-16
• 1.2.3 PAST分布式存储系统16
• 1.3 研究意义16-17
• 1.4 主要贡献及内容安排17-19
• 第二章 分布式数据存储可靠性研究19-35
• 2.1 引言19
• 2.2 冗余策略19-23
• 2.2.1 负载平衡随机分配算法19-21
• 2.2.2 优化复制/推送算法21-22
• 2.2.3 冗余倍数估计算法22-23
• 2.3 副本一致性维护策略23-31
• 2.3.1 集中式拓扑一致性策略23-24
• 2.3.2 结构化拓扑一致性策略24-26
• 2.3.3 非结构化拓扑一致性策略26-31
• 2.4 资源优化策略31-33
• 2.5 本章小结33-35
• 第三章 投票算法对分布式数据存储系统可靠性的评估比较35-41
• 3.1 引言35
• 3.2 投票算法35-36
• 3.3 投票算法模型分类36
• 3.4 投票算法比较36-39
• 3.5 本章小结39-41
• 第四章 最优的防御策略应对蓄意的攻击41-53
• 4.1 引言41
• 4.2 问题假设41-44
• 4.2.1 系统模型41-42
• 4.2.2 未攻击的条件下单个簇的可靠性计算42-43
• 4.2.3 受攻击的条件下单个簇的可靠性计算43-44
• 4.2.4 问题描述44
• 4.3 解决方案44-48
• 4.4 仿真与实验结果48-51
• 4.5 本章小结51-53
• 第五章 结论与展望53-55
• 5.1 本文小结53
• 5.2 研究展望53-55
• 参考文献55-59
• 致谢59-61
• 作者简介61-62

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