【摘要】：在當(dāng)今全球經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的時代背景下,各國對能源的開采量也不斷增加,同時環(huán)境污染也日漸嚴(yán)峻。為保證國民經(jīng)濟(jì)長久有效地發(fā)展,對新能源的開發(fā)和使用是最為有效的方法之一。風(fēng)能是目前大規(guī)模開發(fā)利用潛能最大的可再生能源,隨著裝機(jī)容量的上升,用戶越來越多,對存儲空間的需求也越來越大,數(shù)據(jù)增長呈現(xiàn)出難以想象的趨勢。然而在面對海量數(shù)據(jù)時,傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫往往會出現(xiàn)數(shù)據(jù)庫溢滿、可靠性低及可擴(kuò)展性低等問題。分布式云存儲技術(shù)采取了Map/Reduce的并行思路,主要用于海量數(shù)據(jù)的存取和管理,它具有可擴(kuò)展、低成本、高性能等優(yōu)點(diǎn),能有效解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫引發(fā)的問題。對于風(fēng)電系統(tǒng)的每臺服務(wù)器,由于用戶訪問量增大,如果每次都向原始數(shù)據(jù)庫發(fā)送訪問請求,同樣會加重計算機(jī)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載,增加用戶請求的響應(yīng)時間,影響系統(tǒng)性能。分布式緩存技術(shù)是在經(jīng)濟(jì)開銷成本最低的情況下提高數(shù)據(jù)查詢速度的方法。本文結(jié)合四川省某風(fēng)電系統(tǒng)風(fēng)功率預(yù)測項目的實(shí)際需求,針對項目中數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端的訪問負(fù)載量和用戶請求的延遲等待時間等問題,展開了分布式緩存系統(tǒng)的研究。著重對緩存系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分布和替換算法進(jìn)行了改進(jìn),并完成了整個系統(tǒng)的設(shè)計。本文所做的工作主要包括:(1)分析了分布式云儲存的相關(guān)理論知識,包括分布式文件系統(tǒng)、分布式搜索查詢技術(shù)、并行處理、數(shù)據(jù)緩存及負(fù)載平衡技術(shù)。(2)對分布式緩存系統(tǒng)的整體框架和各個模塊進(jìn)行深入研究。重點(diǎn)分析了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)分布、緩存同步、緩存替換算法以及通信協(xié)議,結(jié)合風(fēng)電系統(tǒng)的特征,為風(fēng)電場數(shù)據(jù)的有效管理和存儲設(shè)計出一套較為合理的方案。(3)完成了分布式緩存系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),首先在QT環(huán)境下搭建系統(tǒng)的整體構(gòu)架平臺,然后實(shí)現(xiàn)各模塊的功能。著重針對數(shù)據(jù)分布模式和緩存替換算法進(jìn)行了改進(jìn),為解決一致性哈希算法數(shù)據(jù)分布不均勻的問題,引入“虛擬節(jié)點(diǎn)”對其進(jìn)行改進(jìn),在現(xiàn)有的替換算法基礎(chǔ)上,設(shè)計了基于綜合因素的替換算法FST(Frequency,Object Size,Access Time),解決了傳統(tǒng)算法考慮因素單一、命中率低下等問題。
[Abstract]:Under the background of the rapid development of global economy, the exploitation of energy is increasing, and the environmental pollution is becoming more and more serious. In order to ensure the long-term and effective development of national economy, the development and use of new energy is one of the most effective methods. Wind energy is the renewable energy with the greatest potential in large-scale development and utilization. With the increase of installed capacity, more and more users, more and more demand for storage space, data growth presents an unimaginable trend. However, in the face of large amounts of data, traditional databases often appear the problems of overflowing, low reliability and low scalability. Distributed cloud storage technology adopts the parallel idea of Map/Reduce, which is mainly used in the access and management of massive data. It has the advantages of scalability, low cost and high performance, and can effectively solve the problems caused by traditional databases. For each server of wind power system, if the access request is sent to the original database every time, it will also increase the load of the computer node, increase the response time of the user request, and affect the performance of the system. Distributed cache technology is a method to improve the speed of data query with the lowest cost. According to the actual demand of wind power prediction project in a wind power system in Sichuan province, the distributed cache system is studied in this paper, aiming at the problems of the access load of the database server and the delay waiting time of the user request in the project. The data distribution and replacement algorithm of cache system is improved, and the design of the whole system is completed. The main work of this paper is as follows: (1) the related theoretical knowledge of distributed cloud storage is analyzed, including distributed file system, distributed search and query technology, parallel processing. Data caching and load balancing technology. (2) the whole framework and each module of distributed cache system are deeply studied. The topology, data distribution, cache synchronization, cache replacement algorithm and communication protocol are analyzed. A more reasonable scheme is designed for the effective management and storage of wind farm data. (3) the implementation of distributed cache system is completed. Firstly, the whole architecture platform of the system is built in QT environment, and then the function of each module is realized. This paper focuses on improving the data distribution pattern and cache replacement algorithm. In order to solve the problem of uneven data distribution in the consistent hash algorithm, "virtual node" is introduced to improve it, based on the existing replacement algorithm. A synthetic factor based replacement algorithm FST (Frequency,Object Size,Access Time),) is designed to solve the problems of single factor and low hit rate in the traditional algorithm.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP333

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本文編號：2357257