發(fā)布時(shí)間：2018-04-28 09:21

  本文選題：網(wǎng)絡(luò)編碼 + 分布式存儲(chǔ)��； 參考：《浙江工業(yè)大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：如今,人類社會(huì)已經(jīng)步入了信息化高速發(fā)展的時(shí)期,信息在社會(huì)生活中起舉足輕重的地位。與此同時(shí),海量信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)也越來(lái)越被人們所重視。尤其是近幾年高清視頻的廣泛應(yīng)用,大數(shù)據(jù)時(shí)代的來(lái)臨,傳統(tǒng)的集中式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)呈現(xiàn)出越來(lái)越多的弊端,比如安全性不高,可靠性也沒有保證,可擴(kuò)展性不強(qiáng)等。分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)則彌補(bǔ)了這方面的缺陷,它使得海量數(shù)據(jù)能以分布的形式存儲(chǔ),滿足了大規(guī)模存儲(chǔ)的需求,而且具有更高的穩(wěn)定性。 但是分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)會(huì)面臨存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)故障的問題,因而如何修復(fù)故障節(jié)點(diǎn)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行成為分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的重要課題。當(dāng)前,修復(fù)故障節(jié)點(diǎn)的指標(biāo)主要有節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)容量,修復(fù)帶寬,修復(fù)開銷,重建時(shí)間等。如何在修復(fù)故障節(jié)點(diǎn)的同時(shí)使得相關(guān)指標(biāo)盡可能地小成為了當(dāng)前分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的研究熱點(diǎn)。本文研究了基于網(wǎng)絡(luò)編碼的分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及故障修復(fù)策略,主要的工作和貢獻(xiàn)如下： (1)本文將分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的故障修復(fù)問題抽象化為基于網(wǎng)絡(luò)編碼的信息流圖,以便于用圖論的相關(guān)理論來(lái)簡(jiǎn)化分析數(shù)據(jù)傳輸過程。 (2)針對(duì)目前的故障修復(fù)策略沒有對(duì)重建時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化,本文從理論上分析了重建時(shí)間的下界,然后提出了最小化重建時(shí)間故障修復(fù)策略MTR (Minimum-Time Repair),該修復(fù)策略達(dá)到了重建時(shí)間的下界值,而且,在此基礎(chǔ)上將修復(fù)帶寬降到了最低值。分析數(shù)據(jù)表明,與現(xiàn)有的節(jié)點(diǎn)修復(fù)策略相比,MTR修復(fù)策略能大大降低重建時(shí)間,使得故障節(jié)點(diǎn)快速修復(fù),這對(duì)那些需要快速修復(fù)的分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)有著非常重要的意義。 (3)考慮到實(shí)際應(yīng)用中,重建時(shí)間受約束這個(gè)因素,本文提出了重建時(shí)間約束的帶寬最優(yōu)故障修復(fù)策略,建立了該策略的優(yōu)化模型并顯式給出最優(yōu)解。該策略能在給定的重建時(shí)間閾內(nèi)修復(fù)故障節(jié)點(diǎn),且在該時(shí)間點(diǎn)上的修復(fù)帶寬是最小的。同時(shí),該策略具有較好的靈活性,在任何重建時(shí)間閾值(大于重建時(shí)間下界)內(nèi),都存在使修復(fù)帶寬最小的故障修復(fù)策略。
[Abstract]:Nowadays, human society has stepped into the period of rapid development of information, and information plays an important role in social life. At the same time, people pay more and more attention to the storage of massive information data. Especially in recent years, with the wide application of high-definition video and the advent of big data era, the traditional centralized data storage system presents more and more disadvantages, such as low security, no guarantee of reliability, low scalability and so on. Distributed data storage system makes up for the defects in this aspect. It enables the mass data to be stored in the form of distribution, which meets the needs of large-scale storage and has higher stability. However, distributed data storage will face the problem of storage node failure, so how to repair the fault node to ensure the stable operation of the system becomes an important issue of distributed data storage system. At present, the main indexes of repairing fault nodes are node storage capacity, repair bandwidth, repair overhead, reconstruction time and so on. How to repair the fault nodes and make the relevant indexes as small as possible has become the research hotspot of distributed data storage. This paper studies the distributed data storage and fault repair strategy based on network coding. The main work and contributions are as follows: In this paper, the fault repair problem of distributed data storage system is abstracted into an information flow graph based on network coding, so as to simplify the analysis of data transmission by using the relevant theory of graph theory. 2) since the current fault repair strategy does not optimize the reconstruction time, this paper theoretically analyzes the lower bound of the reconstruction time. Then, the minimum reconstruction time fault repair strategy MTR / Minimum-Time repair strategy is proposed, which reaches the lower bound of the reconstruction time, and reduces the repair bandwidth to the lowest value on this basis. The analysis results show that the MTR repair strategy can greatly reduce the reconstruction time and make the fault nodes repaired quickly compared with the existing node repair strategy which is of great significance to those distributed data storage systems which need to be repaired quickly. Considering the fact that the reconstruction time is constrained in practical applications, this paper proposes an optimal fault repair strategy with reconstruction time constraints, and establishes an optimal model of the strategy and gives the optimal solution explicitly. The proposed strategy can repair the fault nodes within the threshold at a given reconstruction time, and the repair bandwidth at this time point is minimal. At the same time, the strategy has good flexibility, in any reconstruction time threshold (larger than the reconstruction time lower bound), there is a fault repair strategy to minimize the repair bandwidth.
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TP333

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本文編號(hào)：1814680