基于P2P网络的分布式存储系统缓存策略研究

发布时间：2020-08-28 22:19

　　基于Peer-to-Peer(简称P2P)网络的分布式存储是P2P计算模式的重要应用之一。如何能在保持系统性能的同时，有效地进行资源定位，是P2P分布式存储系统所要解决的重要问题。在P2P分布式存储系统中，缓存技术在缓解信息传输瓶颈、平衡系统整体负载、以及减少带宽损耗等方面都扮演着重要角色。设计和选择适当的缓存策略以改善系统性能，已成为P2P架构中的研究重点之一。本文研究重点是基于P2P网络的分布式存储系统的缓存策略设计。缓存置换策略与缓存副本分布策略是缓存策略的两个主要组成部分。相应地，在缓存策略的设计及选择问题上，亟待解决的问题主要有以下两个：其一，目前大多数P2P存储系统中所采用的缓存置换策略主要是LRU(Least Recently Used)策略。然而研究证实，LRU策略在P2P模式下的应用中存在效率相对较为低下的缺陷。其二，多数利用缓存技术的P2P分布式存储系统中，参与对象查询过程的全部结点都要缓存该对象的副本。研究表明，该缓存副本分布策略易造成存储空间浪费的问题。针对第一个问题，本文将Small-world网络理论应用于缓存策略的设计上，提出了一种改进的P2P分布式存储系统中概率性缓存置换策略。该策略对参与了成功的对象定位的缓存副本进行了概率化评估。用以代替传统的LRU策略，提高系统性能。针对第二个问题，本文在综合衡量结点对之间的通信频率以及被请求的对象副本的放置位置的基础上，提出了一种新型概率性缓存副本分布策略，体现出Small-world网络的概率化特征。在仿真实验中，概率性缓存策略显示出其性能上与传统LRU策略相比较的优势。关于概率性缓存策略详细机制及其对系统整体行为所造成的影响，仍有待进一步研究与评价。
【学位单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2006
【中图分类】：TP333
【部分图文】：

缓存策略,位置,路由机制,结点

询机制需要PZP路由层来提供对象定位服务。当缓存查询未命中时，该请求仍将通过路由机制被路由到存储目的对象的结点上。缓存策略在对象查询过程中的位置如图2.1所示[zll。缓存策略作为本地文件存储曾与路由机制间的一个功能性虚拟层，存在于对象查询结构之中。缓存策略不存在时，根据提交至本结点的查询请求，首先判断该对象是否存储在本地，若本地查询不匹配时，请求将通过路由机制转发给网络中其它活动的结点。当该请求被转发到所请求对象的宿主结点时，查询过程结束。目标对象被返回给请求者结点。

网络结构图,网络结构,链接,远结

图3.1Small一world网络结构Fig.3.1Small一worldnetworkarchitectureall一orld网络的方法如下:的每个结点都连接到某些邻居结点;点都维持少数到“远结点”的随机链接。的链接叫做邻居链接，到远结点的链接叫做长链接，置换策略方案设计率性缓存策略”的基础上，本节着眼于缓存策略中的略的设计方案。策略的关键因素之一是能够达到较高命中率的缓存副本置目标是根据缓存空间容量、缓存副本的大小及其访问，

典型对象,副本,分布状态,缓存

基于PPZ网络的分布式存储基丝堑鱼壑堕随后，结点A参照自身的随机长链接表，查询随机长链接邻居结点的信息。图3.8中结点M与结点N便是结点A的随机长链接邻居结点。结点A向结点M和结点N发送对象O的副本，结点M和结点N发接收对象O的副本，并分别执行相同的决定过程，来决定是否添加新的随机长链接。图3.8典型对象查询及缓存副本分布状态Fig·3.8TyPicalobjectretrievalnadeachedeoPiesdistribution推广到一般情况。设结点凡发起了一个对象查询请求，被请求对象存储于结点A。，查询路径为:鸡峥A，分凡令…今An_，峥An。同时，结点A0有k个到其他结点的随机长链接

【引证文献】