云存储环境下数据副本管理策略研究

发布时间：2020-11-05 00:42

　　 随着Internet技术的快速发展,互联网上数据如海啸般迎面扑来,这直接映射人类处理数据能力的相对匮乏。云存储以简单的“按需付费”模式,为用户提供了低成、高可靠性的数据和在线存储服务。 数据副本管理是任何存储系统一个重要的组成部分,对具有高可靠性、高扩展性及大容量存储等特点的云存储系统来说更为重要。目前关于云存储系统中数据副本管理的理论研究基本上处于初级阶段,因此有很多理论问题值得进一步探讨。合理的数据副本量不仅可以降低远程访问数据时的网络延迟及带宽消耗,还可以提高网络的负载均衡,同时能够提高数据的安全性、可靠性及系统的容错性等。而良好的数据副本管理策略也是提高云存储服务质量Qos的一个重要方面。 以提高云存储服务质量为目的,本文主要对云存储系统数据副本管理策略中的数据副本量控制策略、数据副本选择策略、数据副本一致性维护策略等三个方面展开了研究。本文的主要创新点有： (1)提出了基于双重约束的副本创建策略和基于双重约束的副本删除策略,并详细分析推算了约束标准：可用性标准和可预测访问频度标准,给出了两者的算法描述,从理论上说明了该策略的可行性。 (2)提出了基于灰预测的数据副本选择策略,用户在选择数据副本时主要考虑到数据副本响应时间,根据存储节点的历史信息预测数据副本响应时间,为用户选择最优副本提供依据,以提高云端用户的QOS。 (3)提出了基于优化副本链的数据副本一致性维护策略,在创建数据副本从节点时就建立数据副本链,通过加锁机制避免数据副本节点更新时冲突问题,完成了数据副本链的建立和数据副本链的维护,分析了数据副本一致性维护过程。
【学位单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2011
【中图分类】：TP333
【部分图文】：

2.1.1云存储平台整体架构云存储系统与传统存储系统相比，具有一下几点不同:第一是性能需求。云存储服务首先需要重点考虑的是数据的安全、可靠、效率等指标，而且由于用户规模大、服务范围广、网络环境复杂多变等特点，实现高质量的云存储服务必将面临更大的技术挑战;第二是数据管理。云存储系统不仅要提供类似于POSIX的传统文件访问，还要能够支持海量数据管理并提供公共服务支撑功能，以方便云存储系统后台数据的维护。第三是功能需求。云存储系统面向多种类型的网络在线存储服务，而传统存储系统则面向如高性能计算、事务处理等应用。基于上述特点，云存储平台整体架构可划分为4个层次，自底向上依次是:数据存储层、数据管理层、数据服务层以及用户访问层。云存储平台整体架构如图2一1所示[14〕:

图2.2云存储系统的结构模型(1)存储层存储层是云存储最基础的部分。存储设备可以是FC光纤通道存储设备，可以是NAS和iSCSI等IP存储设备，也可以是SCSI或SAS等DAS存储设备。云存储中的存储设备往往数量庞大且分布在不同地域，彼此之间通过广域网、互联网或者FC光纤通道网络连接在一起。存储设备之上是一个统一存储设备管理系统，可以实现存储设备的逻辑虚拟化管理、多链路冗余管理，以及硬件设备的状态监控和故障维护。(2)基础管理层基础管理层是云存储最核心的部分，也是云存储中最难以实现的部分。基础管理层通过集群、分布式文件系统和网格计算等技术，实现云存储中多个存储设

第2章云存储与数据副本管理[22〕。工的主要内容是在客户端平台和数据中心服务器，在这两个平台之间定义一个数据交换的标准界面。该标准界面采用通常web服务(WebServiCeP协议来包装REST通信命令，由客户端主动请求web服务，数据中心被动求并提供Web服务。规范最大的作用在于提供了访问云存储和管理云存储数据的方式，以及架构厂商和第三方服务供应商的交互指导方针，这使得厂商和服务商能够一通行的标准进行云存储的搭建。对于云用户来说，通过CDMI规范可以询问和比较不同云存储服务的安全性、移动性、安全保护、性能和其他关。
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本文编号：2870850