本文關(guān)鍵詞：面向數(shù)據(jù)中心的容錯存儲和數(shù)據(jù)訪問優(yōu)化問題的研究

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【摘要】：數(shù)據(jù)中心是云計算技術(shù)的核心部分,在云上的存儲、計算、查詢等服務(wù)實際上都是在數(shù)據(jù)中心完成。云計算已滲入到人們的日常生活,這導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心中存儲的數(shù)據(jù)急劇增多,對分布式存儲系統(tǒng)中的容錯性有了更高的要求。近十年來,將網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)引入到數(shù)據(jù)的容錯技術(shù)是研究的一大熱點。而在分布式系統(tǒng)中引入網(wǎng)絡(luò)編碼后,對數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)中心的放置策略與數(shù)據(jù)訪問等問題又可以展開新的討論。本課題就是針對這兩個問題進行優(yōu)化研究。本課題的第一部分,是在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中引入了網(wǎng)絡(luò)編碼的容錯技術(shù)以后,將容錯性作為數(shù)據(jù)放置策略的考慮因素之一,提出了基于容錯存儲優(yōu)化的放置策略。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)有三種架構(gòu)方式,以交換機為核心、以服務(wù)器為核心、以及混合型。基于編碼系統(tǒng)中,服務(wù)器之間的距離對修復(fù)失效節(jié)點的影響,課題采用以服務(wù)器為核心的架構(gòu)——BCube數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。課題中所提出的優(yōu)化放置策略,需要考慮的因素有三個,數(shù)據(jù)的訪問效率、存儲節(jié)點的負載、恢復(fù)失效節(jié)點的時間期望值。綜合以上三個因素,制定出選擇分布式存儲節(jié)點的標準,由于節(jié)點負載更均衡、失效時恢復(fù)時間更短,依此標準選擇的存儲結(jié)構(gòu)有更高的容錯性。本課題的第二部分,是基于編碼系統(tǒng)的特性,提出新的用戶請求調(diào)度策略。在編碼系統(tǒng)中,任取存儲節(jié)點中的部分節(jié)點存儲的數(shù)據(jù),經(jīng)解碼后即可獲得所有數(shù)據(jù)。因此,用戶的請求可以在任意服務(wù)器上服務(wù),增加了用戶請求排隊模型的服務(wù)窗口數(shù)量,這無疑會減少用戶等待的平均時延。本課題提出的算法,增加了緩沖區(qū)內(nèi)的排隊隊列,用不同隊列有不同優(yōu)先級的管理方式,對排隊中的用戶請求進行管理。從而不需要記憶服務(wù)器服務(wù)過的子請求,也不會有服務(wù)器空閑、等待中的子請求不能分配其上的情況發(fā)生。通過這樣的管理方式,很好的優(yōu)化了用戶在編碼系統(tǒng)中的訪問效率。最后,對上述兩個算法通過進行仿真實驗,來驗證是否分別對放置策略和調(diào)度策略進行了優(yōu)化。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò) 容錯性 放置策略 用戶請求調(diào)度
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP308
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景9-10
• 1.2 數(shù)據(jù)中心簡介10-13
• 1.3 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本文主要研究工作14-15
• 1.5 本文的結(jié)構(gòu)15-16
• 第2章 數(shù)據(jù)中心分布式放置與調(diào)度策略概述16-27
• 2.1 分布式存儲復(fù)制策略研究概述16-18
• 2.2 網(wǎng)絡(luò)編碼在分布式存儲中的應(yīng)用18-21
• 2.2.1 分布式存儲中的再生碼18-20
• 2.2.2 修復(fù)模型20-21
• 2.3 分布式存儲中放置策略研究概述21-23
• 2.4 基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)訪問調(diào)度策略23-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第3章 基于容錯存儲的放置策略優(yōu)化方法27-34
• 3.1 E-MSR編碼27-29
• 3.2 BCube數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)節(jié)點命名規(guī)則29-30
• 3.3 基于容錯存儲優(yōu)化的放置策略30-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第4章 基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)訪問優(yōu)化方法34-41
• 4.1 編碼存儲下的數(shù)據(jù)訪問模型34-35
• 4.2 基于網(wǎng)絡(luò)編碼的Priority-queue(k)調(diào)度算法35-38
• 4.3 Priority-queue(k)調(diào)度算法的性能分析38-40
• 4.4 本章小結(jié)40-41
• 第5章 仿真實驗41-51
• 5.1 (6,3,5)E-MSR編碼實例41-42
• 5.2 基于容錯存儲優(yōu)化的放置策略實驗42-46
• 5.3 基于網(wǎng)絡(luò)編碼的數(shù)據(jù)訪問調(diào)度實驗46-50
• 5.4 本章小結(jié)50-51
• 結(jié)論51-53
• 參考文獻53-59
• 致謝59

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1 姚，

本文編號：1115138