本文關(guān)鍵詞：面向云存儲系統(tǒng)的綠色數(shù)據(jù)管理策略研究

  更多相關(guān)文章： 能耗 數(shù)據(jù)分類 數(shù)據(jù)分區(qū) 數(shù)據(jù)備份 升降檔機制 綠色管理

【摘要】：隨著數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用和服務(wù)的越來越普及，大型數(shù)據(jù)中心消耗著巨大的電力資源。其中存儲系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)中心的能耗大戶，能耗的占有比例達(dá)到了25～35%。而云存儲作為未來存儲發(fā)展的趨勢已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用，如何降低云存儲設(shè)備的能耗是一個迫切需要解決的問題。 本文旨在聯(lián)合數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)放置、數(shù)據(jù)備份和動態(tài)電壓管理等技術(shù)達(dá)到降低云存儲系統(tǒng)能耗的目的。本文介紹了存儲系統(tǒng)降耗技術(shù)的相關(guān)背景和國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r，簡述了云存儲降耗技術(shù)的意義。其中，著重介紹了文中涉及到的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型技術(shù)、灰色關(guān)聯(lián)度分析法技術(shù)及GridSim相關(guān)技術(shù)在課題中的運用。為了解決云存儲系統(tǒng)中的能耗問題，本文的主要貢獻(xiàn)是：提出了預(yù)判性綠色數(shù)據(jù)分類策略（AGDC）以及基于數(shù)據(jù)分類的綠色升降檔機制（DGLG），該兩項工作具體闡述如下： (1)設(shè)計并實現(xiàn)預(yù)判性綠色數(shù)據(jù)分類策略（AGDC）：該策略對云存儲系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，熱數(shù)據(jù)存儲于熱磁盤區(qū)域，冷數(shù)據(jù)存儲于冷磁盤區(qū)域，并且對季節(jié)熱數(shù)據(jù)進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測，預(yù)判該數(shù)據(jù)在下一時間段內(nèi)的溫度，將該數(shù)據(jù)在冷熱區(qū)域中進(jìn)行季節(jié)性遷移。本文還對新數(shù)據(jù)采用關(guān)聯(lián)分析法分析它與存儲系統(tǒng)中的舊數(shù)據(jù)的關(guān)系，對該數(shù)據(jù)的溫度進(jìn)行預(yù)判，同時建立了能耗模型，通過對能耗模型的分析證明：本文提出的預(yù)判性綠色數(shù)據(jù)分類策略具有降耗效果。同時基于GridSim的模擬實驗表明：該分類算法在滿足用戶性能需求的前提下具有良好的降耗效果，其中在平均犧牲0.005s的響應(yīng)時間下節(jié)省了16%左右的能耗。 (2)基于預(yù)判性綠色數(shù)據(jù)分類策略（AGDC）的基礎(chǔ)上，設(shè)計并實現(xiàn)基于數(shù)據(jù)分類的綠色升降檔機制（DGLG）系統(tǒng)框架：該框架設(shè)計了新的數(shù)據(jù)分區(qū)策略、數(shù)據(jù)備份策略，并基于數(shù)據(jù)分區(qū)備份的基礎(chǔ)上提出了能耗升降檔機制：1)數(shù)據(jù)分區(qū)策略即通過預(yù)判性數(shù)據(jù)分類策略（AGDC）將數(shù)據(jù)分為冷數(shù)據(jù)、熱數(shù)據(jù)、季節(jié)熱數(shù)據(jù)和新數(shù)據(jù)并將其放入相應(yīng)區(qū)域。其中熱數(shù)據(jù)、預(yù)判為熱的季節(jié)熱數(shù)據(jù)和新數(shù)據(jù)依次放入源熱數(shù)據(jù)區(qū)，冷數(shù)據(jù)、預(yù)判為冷的季節(jié)熱數(shù)據(jù)和新數(shù)據(jù)依次放入源冷數(shù)據(jù)區(qū)（相關(guān)定義見4.1)。2)數(shù)據(jù)備份策略根據(jù)數(shù)據(jù)性質(zhì)的不同，通過數(shù)學(xué)模型計算最小備份數(shù)并據(jù)此確定了備份數(shù)及備份的放置位置。其中越熱的數(shù)據(jù)含有的備份數(shù)越多，能達(dá)到的備份區(qū)越高，越冷的數(shù)據(jù)含有的備份數(shù)越少，達(dá)到的備份區(qū)越低，預(yù)判為熱的季節(jié)熱數(shù)據(jù)和新數(shù)據(jù)只達(dá)到熱區(qū)中的最小備份區(qū)。3)基于上述的數(shù)據(jù)分區(qū)、備份策略，本文提出了能耗升降檔機制，，該機制通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測后續(xù)時段任務(wù)量實現(xiàn)自動升降檔。同時根據(jù)提出的能耗升降檔機制建立了相應(yīng)的能耗與性能模型，通過對能耗模型的分析證明，本文提出的基于數(shù)據(jù)分類的綠色升降檔機制可以達(dá)到降耗的目的�；贕ridSim的模擬實驗表明：該能耗升降檔機制在存儲小型文件的存儲系統(tǒng)中能達(dá)到較好的能效。在存儲小型文件的大規(guī)模存儲系統(tǒng)中DGLG降耗效果一般可達(dá)43%左右。在系統(tǒng)負(fù)載較輕，開啟最低檔位的情況下可節(jié)省78%左右的能耗，在系統(tǒng)負(fù)載較重時，可節(jié)省16%左右的能耗。 基于AGDC策略提出的DGLG升降檔機制結(jié)合了數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)放置、數(shù)據(jù)備份和動態(tài)電壓管理技術(shù)等能夠降低能耗的方法達(dá)到了云存儲系統(tǒng)中綠色數(shù)據(jù)管理的目的。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP333;TP315

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 田磊;馮丹;岳銀亮;吳素貞;毛波;;磁盤存儲系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)研究綜述[J];計算機科學(xué);2010年09期

2 林闖;田源;姚敏;;綠色網(wǎng)絡(luò)和綠色評價:節(jié)能機制、模型和評價[J];計算機學(xué)報;2011年04期

3 董繼光;陳衛(wèi)衛(wèi);田浪軍;吳海佳;;大規(guī)模云存儲系統(tǒng)副本布局研究[J];計算機應(yīng)用;2012年03期

4 廖彬;于炯;孫華;年梅;;基于存儲結(jié)構(gòu)重配置的分布式存儲系統(tǒng)節(jié)能算法[J];計算機研究與發(fā)展;2013年01期

5 廖彬;于炯;張?zhí)?楊興耀;;基于分布式文件系統(tǒng)HDFS的節(jié)能算法[J];計算機學(xué)報;2013年05期

6 王菁;;云計算中心節(jié)能評估分析[J];機電信息;2014年24期

本文編號：1256249