基于网络编码的分布式存储容错机制研究

发布时间：2024-04-21 08:50

　　当前,信息技术产业已从以计算设备为核心的计算时代进入到以存储设备为核心的存储时代,数据海量化成为了一种趋势。分布式存储以网络技术为基础,主要利用小型服务器甚至PC机来搭建存储池,从而以其廉价性和高扩展性等特点而适用于对数据的海量存储。但是由于分布式存储节点的可用性不高,因此如何保证数据可靠性就成为亟待解决的问题。在存储系统中,保证数据可靠性主要依赖于数据容错技术,而数据容错的关键性问题是如何进行有效的数据修复,使得修复失效节点所消耗系统资源尽可能少。本文研究了基于网络编码的分布式存储容错中的修复机制,主要研究内容与贡献如下： (1)分布式存储容错中修复问题的建模 本文将分布式存储数据修复问题抽象为基于网络流图的数据传输模型,以便于利用网络流相关理论来分析修复带宽下界。该模型中引入了虚拟信源节点的思想,将分布式存储容错中连续的多次修复转变为多个独立的单次修复,从而很大程度上简化了问题的分析。利用该数学模型,本文证明了修复过程中存活节点之间并不需要数据传输,为实际修复机制的设计提供了一定的理论基础。 (2)一种基于弹性的节点修复机制 现有修复机制通常要求所有待修复节点必须连接相同数目的存活...

【文章页数】：111 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
    1.1 分布式存储系统中的研究现状
        1.1.1 海量存储应用与分布式存储方案
        1.1.2 分布式存储系统中的容错问题
        1.1.3 典型的分布式存储和相关的容错修复机制
    1.2 基于网络编码的数据容错恢复机制研究现状
    1.3 本文的主要研究内容和贡献
    1.4 本文的组织
第2章 网络编码概述
    2.1 网络编码模型
        2.1.1 经典的容量网络模型
        2.1.2 网络编码的信息流模型
    2.2 网络编码的算法设计
        2.2.1 局部和全局编码描述
        2.2.2 线性编码
        2.2.3 网络编码可译条件
        2.2.4 网络编码算法存在性的构造证明
第3章 分布式存储容错中修复问题的建模
    3.1 问题提出
    3.2 问题描述
    3.3 相关工作
    3.4 虚拟源节点VS的引入
    3.5 三段节点的引入
    3.6 多节点修复网络流图模型
    3.7 本章小结
第4章 基于弹性的节点修复策略
    4.1 问题描述
    4.2 模型描述
    4.3 流图分析
    4.4 编码算法
    4.5 性能比较
    4.6 本章小结
第5章 基于相互协作的节点修复策略
    5.1 问题描述
    5.2 模型描述
    5.3 流图分析
    5.4 编码算法
        5.4.1 经典的容量网绍模型
        5.4.2 网络编码的信息流模型
    5.5 性能比较
    5.6 非对称修复问题
        5.6.1 经典的容量网络模型
        5.6.2 网络编码的信息流模型
    5.7 本章小结
第6章 总结
    6.1 本文的研究内容和成果
    6.2 进一步的工作
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果



本文编号：3960668