本文關(guān)鍵詞：分布式存儲系統(tǒng)中用戶數(shù)據(jù)一致性分析及研究

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【摘要】：在這個數(shù)字信息爆炸的時代,信息總量以幾何級數(shù)增長,數(shù)據(jù)在計算機上的本地存儲系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足大量信息處理和對數(shù)據(jù)安全的需求,分布式的存儲方式應(yīng)運而生。這種存儲方式將重要的數(shù)據(jù)備份成多個副本,并將這些副本分布存放在網(wǎng)絡(luò)的多個節(jié)點中,這樣就可以在網(wǎng)絡(luò)中的其中一個節(jié)點上的服務(wù)器發(fā)生故障無法正常工作時,使用其他節(jié)點的數(shù)據(jù)副本來保證數(shù)據(jù)的安全性。本文在如上背景下,研究了分布式存儲的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲特點,包括其體系結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)元素、通信范型、副本管理策略、通信方式等,總結(jié)出兩種主要的數(shù)據(jù)復(fù)制模型,主動復(fù)制模型和被動復(fù)制模型,比較了這兩種數(shù)據(jù)復(fù)制方式的異同。還研究了常見的數(shù)據(jù)一致性模型,為之后的研究提供了堅實的理論基礎(chǔ)。在理論研究的前提下,本文提出一種新的基于時間戳的副本復(fù)制和選擇策略來解決分布式存儲系統(tǒng)中副本一致性的問題,在這種策略下,當用戶對數(shù)據(jù)更新時,系統(tǒng)會根據(jù)最新的時間戳將多個副本采用網(wǎng)格區(qū)域內(nèi)、外兩種方式對數(shù)據(jù)副本進行更新操作,以此保證再讀取該數(shù)據(jù)時,得到的是最新數(shù)據(jù)。由于系統(tǒng)對副本的更新操作受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及節(jié)點通信狀況等復(fù)雜情況的影響,會存在一定的延時,基于時間戳的復(fù)制策略可以保證系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)盡可能保持一致,使得用戶不會讀取到已經(jīng)被修改過的臟數(shù)據(jù),提高系統(tǒng)的正確性,從而提升系統(tǒng)的容錯能力。本文使用OptorSim模擬器對提出的復(fù)制策略仿真檢驗,從實驗的統(tǒng)計結(jié)果中可以看出,作業(yè)量為1500個時,該模型的拷貝數(shù)目比積極拷貝模型少5000多個,寫概率為0.6時,該模型比積極模型總作業(yè)時間少4000毫秒,體現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢。
【關(guān)鍵詞】：分布式存儲系統(tǒng) 數(shù)據(jù)副本 數(shù)據(jù)復(fù)制策略 網(wǎng)格模擬 副本選擇
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP311.13;TP333
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 論文研究背景8-14
• 1.1.1 分布式存儲系統(tǒng)9-10
• 1.1.2 分布式文件系統(tǒng)10-12
• 1.1.3 存儲一致性模型12-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文研究重點及創(chuàng)新點15-16
• 2 分布式存儲系統(tǒng)及數(shù)據(jù)復(fù)制16-25
• 2.1 分布式系統(tǒng)16-19
• 2.1.1 通信實體17-18
• 2.1.2 通信范型18-19
• 2.1.3 角色和責任19
• 2.2 數(shù)據(jù)復(fù)制19-25
• 2.2.1 數(shù)據(jù)復(fù)制的基本原則20
• 2.2.2 系統(tǒng)模型20-21
• 2.2.3 被動復(fù)制21-23
• 2.2.4 主動復(fù)制23-25
• 3 分布式系統(tǒng)可靠性組播及視圖通信25-32
• 3.1 組通信25-29
• 3.1.1 組通信成員管理25-26
• 3.1.2 協(xié)調(diào)與協(xié)定26-27
• 3.1.3 B-multicast實現(xiàn)可靠組播27-28
• 3.1.4 IP組播實現(xiàn)可靠組播28-29
• 3.2 視圖傳遞29-32
• 3.2.1 視圖傳遞的基本需求30
• 3.2.2 視圖同步的組通信30-32
• 4 容錯服務(wù)和副本一致性模型32-40
• 4.1 容錯服務(wù)32
• 4.2 數(shù)據(jù)一致性模型32-38
• 4.2.1 嚴格一致性模型(Strict Consistency)32-33
• 4.2.2 順序一致性模型(Sequential consistency)33-34
• 4.2.3 因果一致性模型(Causal Consistency)34
• 4.2.4 管道一致性模型(Pipelined RAM)34-35
• 4.2.5 弱一致性模型(Weak Consistency)35-36
• 4.2.6 釋放一致性模型(Release Consistency)36-37
• 4.2.7 單項一致性模型(Entry Consistency)37-38
• 4.3 副本一致性模型的比較38-40
• 5 基于時間戳的數(shù)據(jù)副本一致性模型40-48
• 5.1 模型設(shè)計說明40-41
• 5.1.1 基本名詞定義40
• 5.1.2 模型設(shè)計基本思路40-41
• 5.2 模塊設(shè)計及模型流程41-43
• 5.2.1 模塊設(shè)計41-42
• 5.2.2 模型流程設(shè)計42-43
• 5.3 模型拓撲結(jié)構(gòu)及策略設(shè)計43-46
• 5.3.1 模型網(wǎng)格拓撲結(jié)構(gòu)43-44
• 5.3.2 主要策略設(shè)計44-46
• 5.4 模型數(shù)學(xué)證明46-48
• 6 實驗?zāi)M與模型性能分析48-61
• 6.1 數(shù)據(jù)網(wǎng)格模擬工具OPTORSIM48-52
• 6.1.1 模擬器結(jié)構(gòu)48-49
• 6.1.2 與其他模擬工具的比較49-52
• 6.2 測試環(huán)境條件及配置52-58
• 6.2.1 軟件及硬件環(huán)境52
• 6.2.2 OPTORSIM模擬器配置文件52-58
• 6.3 模型模擬結(jié)果統(tǒng)計及分析58-61
• 7 總結(jié)61-64
• 7.1 內(nèi)容總結(jié)61
• 7.2 下一步研究方向61-64
• 參考文獻64-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文67-68
• 致謝68-70

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 徐非,楊廣文,鞠大鵬;基于Peer-to-Peer的分布式存儲系統(tǒng)的設(shè)計[J];軟件學(xué)報;2004年02期

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本文編號：622427