發(fā)布時(shí)間：2020-09-05 13:36

　　 云計(jì)算技術(shù)的興起和發(fā)展,正逐漸改變?nèi)藗兪褂梅⻊?wù)和資源的方式,同時(shí)也成為計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。云存儲(chǔ)可實(shí)現(xiàn)云端海量數(shù)據(jù)的高效存儲(chǔ),是云計(jì)算的重要基礎(chǔ)。如何保證云存儲(chǔ)系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量(QoS, Qulity of Service)及可靠性,對(duì)于保證海量用戶的訪問效率,維護(hù)海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可用性有著重大意義。當(dāng)前主流的云存儲(chǔ)系統(tǒng),一方面缺乏有效的QoS控制機(jī)制,無法滿足不同用戶的訪問需求,另一方面采用靜態(tài)的可靠性保障技術(shù),難以適應(yīng)系統(tǒng)多變的應(yīng)用環(huán)境。論文針對(duì)上述不足,結(jié)合國家重大科技專項(xiàng)的研究以及云存儲(chǔ)系統(tǒng)的基本架構(gòu)模型,對(duì)云存儲(chǔ)系統(tǒng)的QoS控制及可靠性技術(shù)開展研究。 為了保證云存儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)訪問的QoS,論文提出了基于區(qū)分服務(wù)的云存儲(chǔ)QoS控制方法,通過對(duì)云存儲(chǔ)系統(tǒng)的用戶基于服務(wù)質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行區(qū)分,提供不同的QoS保證。一方面在元數(shù)據(jù)服務(wù)器上采用EDF隊(duì)列調(diào)度滿足用戶對(duì)時(shí)延的需求；而在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器上利用多級(jí)隊(duì)列調(diào)度的方法滿足傳輸帶寬的輸出,同時(shí)通過自適應(yīng)的負(fù)載調(diào)節(jié)優(yōu)先保證高等級(jí)用戶的服務(wù)質(zhì)量。另一方面利用QoS-aware負(fù)載均衡策略從宏觀上調(diào)節(jié)整個(gè)系統(tǒng)的QoS控制,使面向QoS的讀請(qǐng)求分配最優(yōu)化。最后使用斷點(diǎn)續(xù)傳機(jī)制,保證數(shù)據(jù)傳輸過程中的QOS。 針對(duì)云存儲(chǔ)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器的不可靠特性,論文提出了一種雙向失效檢測(cè)策略,以心跳檢測(cè)策略為主,主動(dòng)檢測(cè)為輔,對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器進(jìn)行快速準(zhǔn)確的失效檢測(cè)。在心跳檢測(cè)中,利用自適應(yīng)的心跳超時(shí)算法,以適應(yīng)云存儲(chǔ)系統(tǒng)不斷變化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；同時(shí)在心跳超時(shí)觸發(fā)主動(dòng)檢測(cè)策略,避免由于心跳丟包而引起的服務(wù)器失效誤判。實(shí)驗(yàn)證明,雙向失效檢測(cè)能夠很好地適應(yīng)系統(tǒng)不斷變化的應(yīng)用環(huán)境,降低檢測(cè)的錯(cuò)誤率,準(zhǔn)確地識(shí)別失效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器。 在保證數(shù)據(jù)可靠性方面,論文提出了副本初次放置策略、自適應(yīng)的副本數(shù)量控制策略以及副本失效處理機(jī)制等一系列面向可靠性的副本策略。副本初次放置策略選取最合適的服務(wù)器放置根副本,保證存儲(chǔ)初期的可靠。自適應(yīng)的副本控制數(shù)量策略根據(jù)用戶的訪問特性動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)系統(tǒng)的副本情況,為熱點(diǎn)文件增加副本,減輕負(fù)載；同時(shí)減少冷門文件的副本,節(jié)省存儲(chǔ)空間資源。當(dāng)單副本失效或者數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器失效時(shí),啟動(dòng)失效處理機(jī)制,通過快速復(fù)制失效的副本來保證副本的冗余個(gè)數(shù),確保訪問數(shù)據(jù)的可靠性。 論文最后介紹了基于QoS控制及可靠性技術(shù)的原型系統(tǒng)：杰唐云存儲(chǔ)系統(tǒng)JTangCS,該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了論文所述的QoS控制和可靠性技術(shù)。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2011
【中圖分類】：TP333
【部分圖文】：

浙江大學(xué){吹卜學(xué)位論文第l章緒論備所構(gòu)成的資源集合體。云存儲(chǔ)系統(tǒng)中任何一個(gè)單獨(dú)的存儲(chǔ)設(shè)備都不能構(gòu)成云存儲(chǔ)服務(wù)。用戶使用云存儲(chǔ)，是使用整個(gè)云存儲(chǔ)系統(tǒng)帶來的一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及訪問服務(wù)。所以嚴(yán)格來講，云存儲(chǔ)不是一般意義上的存儲(chǔ)，而是一種服務(wù)。云存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制是用戶透明的，用戶無需考慮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的位置，數(shù)據(jù)的可靠性和安全性等繁瑣的技術(shù)細(xì)節(jié)，只需要通過付費(fèi)或者免費(fèi)的方式就可以從云存儲(chǔ)服務(wù)提供商獲得相應(yīng)的存儲(chǔ)空間和可靠的QOS保證，專注于自身應(yīng)用和業(yè)務(wù)的發(fā)展。與傳統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)備相比，云存儲(chǔ)系統(tǒng)不再是一個(gè)硬件，而是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、應(yīng)用程序、公用訪問接口、接入網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)部件組成的復(fù)雜系統(tǒng)。云存儲(chǔ)系統(tǒng)以存儲(chǔ)設(shè)備為核心，通過應(yīng)用程序來對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問服務(wù)。云存儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)模型如圖1.1所示:

2.cePh云存儲(chǔ)系統(tǒng)Ceph是加州大學(xué)SantaCruz分校的SageWeil專為博士論文設(shè)計(jì)的新一代云存儲(chǔ)文件系統(tǒng)。CePh的主要目標(biāo)是設(shè)計(jì)成基于POSIX的無節(jié)點(diǎn)故障分布式文件系統(tǒng)，使數(shù)據(jù)具有容錯(cuò)功能和進(jìn)行無縫復(fù)制。CePh的最大特點(diǎn)有兩個(gè)，一是由復(fù)數(shù)個(gè)元數(shù)據(jù)服務(wù)器構(gòu)建系統(tǒng)的命名空間，大大強(qiáng)化了元數(shù)據(jù)服務(wù)器的并發(fā)訪問性能。在元數(shù)據(jù)服務(wù)器上它采用動(dòng)態(tài)子樹劃分技術(shù)，并且支持元數(shù)據(jù)服務(wù)器負(fù)載的遷移，實(shí)現(xiàn)元數(shù)據(jù)負(fù)載均衡。二是提供基于對(duì)象存儲(chǔ)設(shè)備的對(duì)象文件系統(tǒng)，把文件作為一個(gè)存儲(chǔ)對(duì)象來對(duì)待，有效提高文件讀寫的效率。2010年3月，LinusTorvalds將Ceph的客戶端合并到Linux內(nèi)核2.6.34中。比比比Shhhhh

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【參考文獻(xiàn)】

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1 云曉春,余翔湛;基于確認(rèn)度失效檢測(cè)算法的研究與設(shè)計(jì)[J];北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào);2005年03期

2 伍文靜;程耀東;汪璐;武杰;陳剛;;面向本地分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)副本策略[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2010年12期

3 周旭;盧顯良;侯孟書;詹川;;頻率自適應(yīng)的動(dòng)態(tài)副本管理機(jī)制[J];計(jì)算機(jī)科學(xué);2005年02期

4 高文宇,陳松喬,王建新;接納控制研究綜述[J];計(jì)算機(jī)工程;2005年01期

5 陳宇;董健全;;非結(jié)構(gòu)化P2P網(wǎng)絡(luò)中的副本管理策略[J];計(jì)算機(jī)工程;2008年18期

6 單志廣,林闖,肖人毅,楊揚(yáng);Web QoS控制研究綜述[J];計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào);2004年02期

7 陳全;鄧倩妮;;云計(jì)算及其關(guān)鍵技術(shù)[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2009年09期

8 陳寧江,魏峻,楊波,黃濤;Web應(yīng)用服務(wù)器的適應(yīng)性失效檢測(cè)[J];軟件學(xué)報(bào);2005年11期

9 武珊珊;于戈;呂雁飛;谷峪;李曉靜;;數(shù)據(jù)流處理中確定性QoS的保證方法[J];軟件學(xué)報(bào);2008年08期

10 邱菡;李玉峰;鄔江興;;保障連續(xù)媒體流用戶層QoS的緩存控制[J];軟件學(xué)報(bào);2009年07期

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本文編號(hào)：2813081