副本放置中的更新策略及算法

副本技术广泛应用于云计算及分布式系统中,合理的数据副本放置是降低网络运行成本的重要手段,也是副本技术的核心问题。副本更新是针对网络中数据访问请求的动态变化而进行的副本添加与删除。针对副本放置问题,提出了一种基于多访问策略的副本动态更新算法MPFSF(min_placement far servers first)。该算法在引入通信距离限制的同时,尽可能多地重用网络中已存在的副本,并根据需要实施必要的副本更新,最大使用每个副本的处理能力,以便降低数据访问的时延,提高数据访问效率。最后通过实验结果和分析证明,该算法在不同的通信距离限制下,网络的运行成本得到了明显的降低,对原有算法的改进最高可达84.6%。     

基于教育资源网格的副本放置策略

副本机制是提高网格性能,降低客户端延迟的有效手段,副本放置策略是副本机制的关键问题。该文介绍了教育资源网格的体系结构,针对教育资源网格特殊的体系结构,提出了3种动态副本放置策略,并从不同的角度对它们进行了优化,在保持副本存储空间占用的前提下,降低了客户端延迟。实验表明了策略的有效性。     

对等网络中一种优化的副本分布方法

数据复制技术是一种提高P2P系统中数据可靠性和可用性的常用策略.现有复制方法大多只考虑副本数量,副本数量越多就越能提高资源访问效率,但采用这样的数据复制方法将会带来高昂的副本一致性维护代价.为平衡副本一致性维护的开销和多副本带来的访问性能提升之间的关系,该文提出了动态副本分布方法.文中首先给出了副本目录的设计和副本信息的获取方法,能够获得某一逻辑资源的所有副本信息.然后,根据逻辑资源的全局副本信息,对访问频率高且平均响应时间长的数据资源进行复制,并给出副本数量的计算方法.最后,根据用户访问特征和节点实时带宽等信息计算放置副本的最佳地点,使副本分布能够适应数据访问请求和网络带宽的动态变化.模拟实验结果显示,该方法能够实现全局优化的副本分布,以少量数据副本提升资源访问的性能.     

分布式媒体服务系统中的副本放置算法

针对分布式媒体服务系统中的副本放置问题,从优化节点间的传输代价出发,提出一种基于全局信息的启发式副本放置算法——Zero2min,与现有算法相比,节省传输代价10%~36%。根据Zero2min算法的思路,给出媒体内容逐渐增加情况下的一种动态放置方法,仿真结果表明,其代价小于Max2min。     

云数据中心操作系统副本分布算法的设计与实现

介绍云数据中心操作系统(云海OS)中的副本分布算法,该算法用于解决云存储环境下的副本分布问题,将存储节点的选择问题转化为一个多指标决策问题(MCDM),使用TOPSIS进行求解。算法能够充分利用云计算环境下的多种检测数据,结合灵活的权重分配方式,适应多数云存储环境。模拟实验表明,云海OS算法在负载均衡和副本创建时间方面优于传统的Least和Ran-dom算法。     

基于社会网络特征的云服务副本放置策略

为提高云环境下业务流程的执行效率,提出一种云服务副本放置策略。该策略基于社会网络分析的思想,挖掘出云服务社区中服务网络的连通性、中心化等社会网络特征,从而确定服务网络中处于枢纽位置的中心服务节点。通过分析中心服务节点和其前驱节点的逻辑序列关系,结合服务节点所在物理机的负载情况,确定中心服务节点的副本的宿主物理机并进行预放置。实验结果表明,该策略可以减少云环境中的业务流程因异地服务的交互造成的时间消耗,均衡节点负载,提高业务流程的执行效率。     

内容分发网络中带容量和能力约束的副本放置问题研究

副本放置问题是内容分发网络中的一项关键技术,已有的副本放置模型未考虑服务器的负载能力,本文研究考虑了基于内容分发网络服务器存储容量约束与服务能力约束的副本放置问题,建立了双约束的副本放置模型,设计了贪婪算法,把两阶段的模型求解转化成求解一系列的单服务器节点的最小费用流模型,获得了副本放置策略和用户请求重定向策略,并分析了算法的复杂性。     

VOD服务器集群上的副本存储调度策略

VOD服务器集群中,副本放置及调度策略是影响服务质量的关键因素之一.综合考虑视频的热度、会话长度以及视频码率等变量,提出了一种基于Erlang-B公式的副本放置以及调度算法.仿真试验表明,该算法降低了请求拒绝率,同时也使请求拒绝率在不同视频之间分布得更加均衡,可使服务器集群提供较优的服务质量.     

云存储中动态副本放置机制研究

数据副本管理是云计算系统管理的重要组成部分,在云计算系统的海量数据处理过程中,针对目前已知的数据存放与资源调度算法存在考虑副本动态性和可靠性的不足,提出了一种动态的副本放置机制。该机制基于区域结构,考虑数据处理时其副本的数量和放置位置,以及副本的产生对于内存和带宽等系统资源的开销:首先根据云存储中的副本信息,对被访问频率高且访问平均响应时间长的数据信息进行复制,并给出副本数量的计算方法;考虑缩小副本分布的节点选择范围,提出动态的副本放置算法——DRA,将一定范围内的节点根据提出的域的划分,进行放置筛选,以存放数据副本。实验结果表明,提出的动态放置机制不仅减少了低访问率副本对系统存储空间的浪费;同时也减少了高访问率副本所需跨节点的传输延迟,有效提高了云存储系统中的数据文件的访问效率、负载的均衡水平,以及云存储系统的可靠性和可用性。     

一种优化的Hadoop副本放置策略

Hadoop分布式文件系统默认采用三副本策略实现较为简单,未对数据节点负载进行充分考虑。为了改善HDFS中集群负载的均衡性,提高数据节点的资源利用率,提出一种优化的副本放置策略。该策略综合考虑数据节点的实时负载信息和工作进程数,选择负载最小的节点存放数据。实验结果表明,与默认策略相比,优化的Hadoop副本放置策略能使副本分布更加合理,集群的均衡性更加良好,并能减少数据上传响应时间。     

树形全光网络中波长转换器配置算法

配置有限数量的波长转换器使网络阻塞率最低,是全光网络中需要解决的一个关键问题.通过考虑网络的直径、中心以及节点和链路的通信量,采用网络分解和迭代的方法,提出树形网络中基于赋权直径的波长转换器配置算法、基于节点加权中心的波长转换器配置算法,以及基于光路加权中心的波长转换器配置算法.算法演示表明,提出的3个算法总是将波长转换器放置在阻塞率较高的节点上,从而大大降低网络整体阻塞率.     

波长路由树形全光网中波长转换器配置算法

在波长路由全光网中,波长转换以及路由和波长分配算法（RWA）是降低网络阻塞率、改善网络性能的两个重要方法。研究了树形网络中波长转换器的配置问题,结合树形网络的特点,对影响波长转换器配置的主要因素进行了分析。综合路径长度、路径通信负荷以及节点的度,提出了基于网络直径的波长转换器配置算法和基于网络中心的波长转换器配置算法。通过算法演示和仿真,表明提出的两种算法各有优点。     

结构化对等网中一种副本概率选择算法*

结构化P2P系统常采用为热点文档创建副本的方法,降低存有热点文档节点的负载.从如何高效利用副本的角度出发,提出了一种副本概率选择算法(PRS),采用能者多劳的思想,请求数据包以较大的概率转发到负载轻的副本节点上.让轻负载节点分担更多的负载,充分利用了副本分担负载的能力.模拟实验表明,该算法在创建副本数相同的情况下,大大降低了丢包数,提高了副本的利用率.     

非结构化P2P网络副本一致性研究*

随着P2P应用的发展,由以往共享只读文件逐渐改变为共享可读写的文件,文件的频繁更新导致了数据副本之间的不一致性,因此确保其副本一致性是保证正确运行的关键。通过文献调研,对目前国内外研究的副本一致性算法进行了详细的介绍,分析了各种算法的优缺点,并在现有算法的基础上进行了展望,提出下一步研究的方向和重点。     

云环境下副本优化放置策略研究

为了提高云计算数据调度和副本访问的效率,对副本策略中的副本放置问题进行研究,提出一种基于蚁群算法的副本放置策略。根据自然界中蚁群觅食的原理,把蚁群算法应用于副本放置的整个过程; 利用信息素的动态更新以及拉普拉斯概率分布改进的蚁群算法得出一组最优解进行副本放置。在CloudSim平台上进行了仿真模拟,实验结果表明,提出的方案在平均作业完成时间、网络利用率和负载均衡度上均优于原始蚁群算法,并在一定程度上降低了副本放置的时间消耗和网络负载。     

Design and analysis of asymptotically optimal randomized tree embedding algorithms in static networks

The problem of dynamic tree embedding in static networks is studied in this paper. We provide a unified framework for studying the performance of randomized tree embedding algorithms which allow a newly created tree node to take a random walk of short distance to reach a processor nearby. In particular, we propose simple randomized algorithms on several most common and important static networks, including d-dimensional meshes, d-dimensional tori, and hypercubes. It is shown that these algorithms, which have small constant dilation, are asymptotically optimal for embedding healthy trees. Our analysis technique is based on random walks on static networks. Hence, analytical expressions for expected load on all the processors are available.     

Parallel algorithms for tree traversals

Three commonly used traversal methods for binary trees (forsets) are pre-order, in-order and post-order. It is well known that sequential algorithms for these traversals takes order O(N) time where N is the total number of nodes. This paper establishes a one-to-one correspondence between the set of nodes that possess right sibling and the set of leaf nodes for any forest. For the case of pre-order traversal, this result is shown to provide an alternate characterization that leads to a simple and elegant parallel algorithm of time complexity O(log N) with or without read-conflicts on an N processor SIMD shared memory model, where N is the total number of nodes in a forest.     

P2P网络中一种基于闲话的更新传播方法*

针对基于泛洪的更新传播方法存在开销高、可靠性和可伸缩性差等问题,提出了一种基于闲话的更新传播方法,其思想是每个副本节点将更新消息随机转发给一组邻居副本节点,副本节点向其邻居副本节点请求更新副本。模拟实验结果表明,与基于泛洪的更新传播方法相比,基于闲话的更新传播方法在网络通信开销上减少了38％,在节点覆盖率和查询失效率上快速收敛,具有良好的抗搅动能力。