發(fā)布時(shí)間：2019-11-17 02:30

【摘要】：隨著云計(jì)算時(shí)代的到來(lái)，越來(lái)越多的數(shù)據(jù)被放在云端統(tǒng)一向用戶提供相應(yīng)的服務(wù)，如何保證數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)在線、可服務(wù)已經(jīng)成為一個(gè)重要的研究方向。目前，服務(wù)高可用性的研究仍處在初級(jí)階段，往往需要根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，不具有通用性和擴(kuò)展性。為解決數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可用性問(wèn)題，提高系統(tǒng)的可靠性和通用性，以多學(xué)科虛擬實(shí)驗(yàn)為應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了高可用、分布式、可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。 高可用分布式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)合了目前主流的數(shù)據(jù)可用性保證技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)多方面的技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。系統(tǒng)使用鍵值對(duì)的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的持久化存儲(chǔ)，使用讀寫控制機(jī)制和異常處理方法保證系統(tǒng)服務(wù)的可用性。系統(tǒng)具有以下的一些特點(diǎn)：（1）采用一致性哈希和虛節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)分布模型使數(shù)據(jù)請(qǐng)求合理的分布到多個(gè)物理節(jié)點(diǎn)，使系統(tǒng)的存儲(chǔ)負(fù)載均衡化，提高系統(tǒng)吞吐能力；（2）設(shè)計(jì)了分布式系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和持久化的二進(jìn)制協(xié)議和接口模型，定義系統(tǒng)內(nèi)所有類型的消息和數(shù)據(jù)實(shí)體的通信和處理規(guī)范；（3）使用最終一致性和數(shù)據(jù)可用性模型控制數(shù)據(jù)讀寫過(guò)程，使可用性能夠根據(jù)實(shí)際的需求進(jìn)行調(diào)整，提高系統(tǒng)的適應(yīng)能力，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)可能產(chǎn)生的各種異常情況進(jìn)行及時(shí)處理，盡可能保證數(shù)據(jù)存取操作的成功；（4）提供節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行狀態(tài)同步和信息交換的相關(guān)協(xié)議和機(jī)制，使得系統(tǒng)內(nèi)多個(gè)物理節(jié)點(diǎn)之間能夠協(xié)同服務(wù)，避免部分節(jié)點(diǎn)失效對(duì)系統(tǒng)服務(wù)的可用性造成影響，同時(shí)也對(duì)系統(tǒng)提供擴(kuò)展性方面的支持。 在充分研究可用性理論和調(diào)研開源高可用存儲(chǔ)解決方案的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)。實(shí)際運(yùn)行狀況和相關(guān)測(cè)試表明，系統(tǒng)至少能保證98%的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)可用性，并且提供良好的擴(kuò)展能力。
【圖文】：

寫到各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，避免部分節(jié)點(diǎn)上數(shù)據(jù)堆積，而在節(jié)點(diǎn)添加和刪除時(shí)，需要盡可能的減少數(shù)據(jù)遷。據(jù)分布模型主要采用 DHT（Distributed Hash Taing[26]）。分布式哈希表是指對(duì)每個(gè)待寫入的數(shù)據(jù)Y，KEY 可以是整數(shù)也可以是字符串，這些 KEY點(diǎn)，生成對(duì)應(yīng)的整數(shù)范圍或者字符串范圍，數(shù)據(jù)據(jù)存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的物理節(jié)點(diǎn)上。一致性哈希是分布要流程如圖 2.2 所示。寫入的數(shù)據(jù)計(jì)算哈希值作為 KEY，KEY 為正整 0，最大值為 232，首尾相接的環(huán)上。物理節(jié)點(diǎn)用同樣的哈希函數(shù)計(jì)算 KEY，將 KEY據(jù) KEY 順時(shí)針的存放到其第一個(gè)遇到的節(jié)點(diǎn) K

圖 2.4 節(jié)點(diǎn)間的一次同步過(guò)程圖內(nèi)，將所有的節(jié)點(diǎn)分成兩種類型：種子節(jié)點(diǎn)和普通節(jié)系統(tǒng)更多的信息。因此，，所有普通節(jié)點(diǎn)都主動(dòng)和種子獲取系統(tǒng)內(nèi)其他節(jié)點(diǎn)最新的狀態(tài)信息，同時(shí)把自身節(jié)。種子節(jié)點(diǎn)仍然只和種子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行狀態(tài)同步。種子節(jié)示。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TP333

【參考文獻(xiàn)】

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1 李佳;劉正捷;李冠宇;段建麗;;軟件可用性與美國(guó)工業(yè)可用性標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告[J];計(jì)算機(jī)科學(xué);2001年10期

2 郭得科;任彥;陳洪輝;薛群威;羅雪山;;一種QoS有保障的Web服務(wù)分布式發(fā)現(xiàn)模型[J];軟件學(xué)報(bào);2006年11期

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本文編號(hào)：2562136