基于网络编码的分布式存储系统中修复节点选择算法研究

发布时间：2017-08-12 11:37

  本文关键词：基于网络编码的分布式存储系统中修复节点选择算法研究

  更多相关文章： 分布式存储系统 网络编码 供应节点选择 线性规划松弛

【摘要】：随着信息技术的快速发展,全球数据存储量呈现爆炸式增长,因此如何存储海量数据成了迫切需要解决的问题。分布式存储系统以快捷、高扩展性等适合海量数据存储的特点,受到广泛应用。为了提高存储的可靠性,系统冗余地储存数据,并且提供一个良好的节点修复机制。传统的冗余策略(复制、纠删码),节点存储和修复带宽的消耗都很大,因此网络编码被引入到分布式存储系统中。虽然网络编码能带来很多好处,但是节点修复会消耗大量不必要的再生时间。本文研究基于网络编码的分布式存储系统中修复节点(新生节点、供应节点)的选择问题。本文首先以减少节点修复的再生时间作为优化目标,研究供应节点的选择问题(新生节点给定),即当问题规模小(存储服务器数量少)时,通过线性规划约束供应节点的选择,提出混合整数的线性规划算法,当问题规模变大时,松弛整数线性约束条件,提出一个启发式的选择算法,能够近似最优地选择供应节点以及供应节点到新生节点的传输路径,该算法适用小型的数据中心;其次,为了进一步减少节点修复的再生时间,本文联合考虑新生节点和供应节点的选择问题,对选择问题建模,多次松弛整数线性约束条件,提出启发式的选择算法,能够近似最优地选择新生节点、供应节点以及传输路径,该算法适用于大型企业的数据中心;此外,上述两种方案只考虑如何减少再生时间,在实际网络中,还应该考虑节点修复过程中数据的传输成本,故本文基于链路传输成本,在保持节点修复过程中再生时间最小的情况下,约束供应节点到新生节点的传输路径,提出传输成本的优化算法。仿真实验结果表明,本文提出的算法能有效地减少节点修复的再生时间,提高传输效率。另外,本文设计的传输成本优化算法能有效地降低传输成本。因此本课题研究对分布式存储系统的进一步发展具有积极意义。
【关键词】：分布式存储系统 网络编码 供应节点选择 线性规划松弛
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP333
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 课题研究背景9-10
• 1.2 研究现状10-13
• 1.3 本文主要工作13-14
• 1.4 课题的研究意义14-15
• 1.5 论文组织结构15-17
• 第二章 背景知识17-29
• 2.1 分布式存储系统简介17-22
• 2.1.1 分布式存储技术17-20
• 2.1.2 云存储20-22
• 2.2 网络编码概述22-26
• 2.2.1 网络编码基本原理22-23
• 2.2.2 线性网络编码23-24
• 2.2.3 网络编码应用24-26
• 2.3 仿真工具26-27
• 2.4 本章小结27-29
• 第三章 基于给定新生节点的供应节点选择优化算法29-47
• 3.1 引言29-31
• 3.2 模型描述31-34
• 3.2.1 供应节点的问题定义31-33
• 3.2.2 网络模型33-34
• 3.3 基于再生时间的供应节点选择算法34-40
• 3.3.1 路径选择算法35-37
• 3.3.2 供应节点选择算法37-40
• 3.4 仿真实验40-46
• 3.4.1 实验设置40-41
• 3.4.2 实验结果41-46
• 3.5 本章小结46-47
• 第四章 新生节点和供应节点选择的联合优化算法47-65
• 4.1 问题的发现与分析47-50
• 4.2 基于再生时间的联合选择算法50-56
• 4.2.1 网络模型50-51
• 4.2.2 问题定义51-53
• 4.2.3 联合选择算法53-56
• 4.3 基于传输成本的联合选择方案56-58
• 4.4 仿真实验58-63
• 4.4.1 实验设置58-59
• 4.4.2 实验结果59-63
• 4.5 本章小结63-65
• 第五章 总结与展望65-67
• 5.1 总结65-66
• 5.2 展望66-67
• 参考文献67-72
• 攻读学位期间本人的科研成果72-73
• 致谢73-74

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1 何公明;张元涛;;面向数字媒体的高性能分布式存储系统的研究与应用[J];广播电视信息;2009年10期

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4 吴英;谢广军;刘t，

本文编号：661432