【摘要】：分布式存儲系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)連接分散的存儲節(jié)點，存儲海量數(shù)據(jù)。其目標(biāo)為提供高可靠、低開銷和高效的存儲服務(wù)。本文針對大規(guī)模分布式存儲系統(tǒng)中數(shù)據(jù)可讀性差、數(shù)據(jù)維護(hù)通信量大、數(shù)據(jù)分配復(fù)雜度高以及服務(wù)節(jié)點選擇難等挑戰(zhàn)性問題，面向冗余數(shù)據(jù)讀取、冗余數(shù)據(jù)維護(hù)、冗余數(shù)據(jù)分配以及服務(wù)節(jié)點選擇等方面開展研究，取得了以下成果： 針對數(shù)據(jù)可讀性差的問題，本文在分析用戶隨機訪問和順序訪問的概率開銷基礎(chǔ)上，，提出了精確式層次編碼方法EHC，達(dá)到了下載數(shù)據(jù)小，解碼計算復(fù)雜度低和解碼速度快的目標(biāo)。該方法的基本思想是通過多層小組的數(shù)據(jù)重構(gòu)技術(shù)，減小隨機訪問的下載數(shù)據(jù)量和降低解碼矩陣的大��；通過映射編碼結(jié)構(gòu)為樹型結(jié)構(gòu)，采用基于后序遍歷的節(jié)點優(yōu)選算法，選擇最多的原始數(shù)據(jù)塊和低層編碼數(shù)據(jù)塊，以減小解碼的等待延遲。與已有的方法相比，EHC方法有效地利用了多層多組結(jié)構(gòu)和低修復(fù)度數(shù)的特點，采用了后序遍歷算法選擇低層節(jié)點的特性，可以減小下載數(shù)據(jù)量、降低解碼的計算開銷和快速解碼。 針對數(shù)據(jù)維護(hù)通信量大問題，本文在分析系統(tǒng)中數(shù)據(jù)通信量產(chǎn)生的原因和維護(hù)通信技術(shù)特點的基礎(chǔ)上，提出了再生-層次復(fù)合式編碼方法ERHC，達(dá)到了降低維護(hù)通信量的目標(biāo)。該方法的基本思想是有效應(yīng)用再生碼技術(shù)到層次碼的復(fù)雜結(jié)構(gòu)中，直接分割層次碼的數(shù)據(jù)塊為數(shù)據(jù)片，維持層次碼原有的多層多組結(jié)構(gòu)，保持了層次碼的高可靠特性，減小了參與修復(fù)的節(jié)點數(shù)，同時減小了用于修復(fù)數(shù)據(jù)塊的大小。與已有的方法相比，ERHC方法有效地利用了層次碼的小組特性和再生碼的信息融合方法，在構(gòu)建多層多組多數(shù)據(jù)分片的編碼方案基礎(chǔ)上，可以在保證數(shù)據(jù)高可靠和低存儲開銷的情況下，有效降低數(shù)據(jù)維護(hù)的通信量，并且再生-層次復(fù)合式編碼方法在各種類型的修復(fù)模式下表現(xiàn)穩(wěn)定，適用廣泛，修復(fù)的計算復(fù)雜度低。 針對數(shù)據(jù)分配復(fù)雜度高問題，本文在分析系統(tǒng)中數(shù)據(jù)分配問題的復(fù)雜性基礎(chǔ)上，提出了基于生成函數(shù)的數(shù)據(jù)存儲分配方法OSA，達(dá)到了數(shù)據(jù)最優(yōu)存儲分配的目標(biāo)，即在滿足給定高可靠度的情況下，最小化了數(shù)據(jù)的冗余度。該方法的基本思想是采用生成函數(shù)將數(shù)據(jù)可靠度與多個節(jié)點存儲數(shù)據(jù)塊的組合可靠度關(guān)系，映射轉(zhuǎn)化為生成函數(shù)與多個因式相乘關(guān)系，通過生成函數(shù)的推導(dǎo)證明，獲得了最優(yōu)分配方法下的參數(shù)關(guān)系、簡化計算方法以及搜索的終止條件。與已有的方法相比，OSA方法有效地利用了生成函數(shù)表示簡單易于推導(dǎo)的特性，有效降低了數(shù)據(jù)的冗余度，同時可以減小最優(yōu)化搜索的空間和簡化計算過程。 針對服務(wù)節(jié)點選擇難問題，本文在分析系統(tǒng)中服務(wù)節(jié)點狀態(tài)和用戶訪問特性的基礎(chǔ)上，定義了一個基于流行度的二分圖頂點覆蓋問題，并證明了該問題為NP完全問題，提出了基于數(shù)據(jù)訪問偏斜性的服務(wù)節(jié)點選擇策略SNBS，達(dá)到了節(jié)省存儲開銷目標(biāo)。該方法的基本思想是通過概率分析推導(dǎo)關(guān)閉節(jié)點的關(guān)鍵性參數(shù)，采用了基于訪問失效概率的并發(fā)貪心算法，在滿足用戶低訪問失效率的情況下，關(guān)閉最多的存儲節(jié)點。與已有的方法相比，SNBS方法，在不做數(shù)據(jù)遷移的情況下，有效分析了用戶訪問失效概率及關(guān)閉節(jié)點對它的影響，利用并發(fā)的貪心算法達(dá)到了節(jié)省服務(wù)開銷的目標(biāo)，并且可以有效覆蓋數(shù)據(jù)對象，適應(yīng)各種不同的系統(tǒng)策略和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TP333

【參考文獻(xiàn)】

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1 韓德志;陳磊;;存儲網(wǎng)絡(luò)高可用系統(tǒng)設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)研究[J];計算機應(yīng)用研究;2007年08期

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本文編號：2304597