数据网格下副本一致性问题的研究

分析了目前数据网格环境下的副本一致性研究现状,并提出了一种基于优先级与时间戳的副本一致性模型（RCPTM,Replica Consistency based Priority and Timestamp Model）及算法,并在模拟环境OptorSim下与其他两种传统的算法进行比较。通过实验模拟表明,本文的模型算法要明显的比传统算法更适合于网格环境中保持副本的一致性。     

基于蚂蚁算法的数据网格副本选择策略

在分布着大量数据和计算能力的数据网格环境中,采用数据副本是提高网格应用可用性的重要方法。如何对数据网格中大量的数据副本进行优化选择是影响数据网格性能的重要因素。因此提出一种基于蚂蚁算法的数据网格副本选择策略,并在网格仿真器OptorSim中对该算法进行实现及性能分析。仿真实验结果表明该算法可以减少数据访问延迟及带宽消耗,并有效做到网格中存储节点间的负载平衡。     

采用动态投票机制的数据网格副本一致性维护

针对网格动态性引起副本数据一致性维护困难的问题,根据网格的动态特性建立了网格系统模型和副本一致性维护模型;提出了适用于低在线率情况的动态投票机制,并在此基础上给出了一种副本数据一致性维护算法,从全局有序性和读一致性等方面证明了该算法的正确性.最后通过模拟实验对副本数取值及可扩展性等方面进行分析,探讨了网格动态性对数据一致性维护的影响.     

网格环境下的数据副本一致性维护解决方案

副本技术是网格中提高数据访问和处理效率的关键技术。针对目前副本管理存在的局限性和亟待解决的一致性维护关键问题,以Globus提供的副本技术为基础,从副本创建与更新的角度出发,采用日志管理思想,提出了一种副本创建与一致性维护相结合的解决方案。     

DRCSM:一种新的非集中副本一致性服务模型

为解决现有副本更新策略的瓶颈问题,提出一种基于时间戳和副本标识的非集中副本更新一致性模型DRCSM,该模型将更新的功能转移到各个次副本节点,可以有效地解决单一的从主副本节点更新带来的弊端.对新的模型DRCSM做了框架设计和过程设计,并加以比较分析.用仿真软件Optorsim实现了DRCSM和现有两种副本一致性模型Aggressive copy,Lazycopy.仿真结果也表明,DRCSM能有效地减少平均作业执行时间以及网络负载,并在复制的次数上优于积极拷贝,具有整体更优的性能.     

基于PM-chord算法的数据网格副本定位方法

提出一种数据网格环境下的分布式副本定位算法PM—chord,以完成对所需数据副本的快速定位,降低存储和更新开销。PM—chord取逆时针方向为chord环的正方向,对节点和数据编码后按前缀匹配的原则查询数据,同时增加前继副本机制。分析及实验表明,该算法具有很高的副本定位效率,能够有效解决网格中的查询“热点”问题,具有良好的可靠性和可行性。     

一种基于安全的网格数据副本策略模型

数据网格中数据副本的存在是为了获得对数据的更好的访问性能,同时也是为解决容错问题而采用的一种冗余技术,但系统复杂程度的增加会带来一系列不可预测的安全隐患。安全与容错是既相互统一,又相互矛盾的关系,应将它们综合起来加以研究。为此将数据副本机制与信息安全结合起来,提出一种决定数据资源副本数量的数学模型。该模型综合考虑服务提供者一方经济利益和声誉度,在合理的假设下对一个两目标的优化问题作了简化处理,通过数值计算和分析确定了数据副本数量的最佳限额。     

数据网格中的副本定位

在数据网格中,数据副本的定位是副本管理的一个关键问题,是数据网格环境中数据访问和管理的基础。本文分析了当前对数据副本定位所采用的集中式和分布式的定位方法中存在的不足,提出了一种混合式的副本定位策略,将数据副本的定位信息分散地存储于不同的域定位节点中,通过逻辑上集中的逻辑文件定位索引实现了对数据副本的准确定位。     

个体QoS受限的数据网格副本管理与更新方法

数据网格系统通常采用副本技术提高系统总体性能,传统副本放置技术通过总体QoS需求确定副本数目和部署方式.针对QoS需求严格的一类数据网格应用,建立了个体服务质量受限的数据网格模型IQDG,提出一种启发式个体QoS受限的副本放置算法qGREP和基于逻辑环结构的一致性维护方法.IQDG采用的启发信息综合考虑了个体QoS约束的满足和副本开销的控制,能获得合理的副本策略.理论分析论证了算法的正确性和收敛性,模拟实验结果表明了算法能有效解决个体QoS受限的副本放置问题,在多种网络拓扑、访问模式和负载条件下均能取得较好的访问效果.     

基于模拟退火算法的数据网格副本部署策略

副本管理是提高网格性能、降低客户端延迟的有效手段。针对副本部署策略问题,提出基于模拟退火算法的副本部署策略,给出优化模型及算法。OptorSim的仿真结果表明,该策略可减少作业对文件请求的响应时间,提高系统的整体性能。目前该策略已在大庆油田海量数据中心副本部署中得到成功应用。     

基于访问趋势的热点副本创建策略

在分析动态副本创建策略的基础上,对集中式的动态创建策略进行改进,将热点数据副本的创建与数据访问的历史记录相结合。最后通过数据网格模拟器进行模拟实验,得出并分析了实验结果。     

云存储中副本自适应一致性研究

在云存储系统中,为了保证系统可用性的同时尽可能提高系统性能,降低副本同步过程中网络带宽等资源的消耗。提出了基于文件热度的副本自适应一致性方法。该方法根据文件的热度不同,动态调整副本同步的一致性策略,对于热度高的文件在副本同步过程中采用强一致性,对于热度低的文件在副本同步过程中采用最终一致性。在计算文件热度时,考虑了文件访问的时间序列并结合LRFU算法,该热度值表示了文件将来可能的访问情况,并与文件的实际访问情况一致。实验表明该方法在保证系统可用性的同时显著降低了网络带宽资源的消耗,有效地平衡了系统的可用性和性能。     

基于时间戳的FTL实现的连续数据恢复方法

基于FLASH的存储系统复写旧数据时需要通过地址映射层(flash translation layer,FTL)分配新的写入地址,因此旧的数据在一段时间内仍存在于系统中,在这样的系统上实现连续数据保护(continuous data protection,CDP),只需找到旧的映射信息,不需额外保存数据的更新信息。利用FLASH的带外区(out of band,OOB)记录时间戳,在FTL的映射项中增加时间戳信息,在不跟踪映射表每次更新的情况下,达到数据快速恢复的目的。该方法降低了对存储系统性能的影响,实现了快速的数据恢复响应。     

基于向量时钟模型的NoSQL最终一致性的研究

最终一致性作为衡量NoSQL数据库性能的重要指标,对NoSQL的应用与发展起着重要作用。针对最终一致性解决方案存在的问题,提出基于向量时钟的最终一致性模型。模型为数据加入了版本的概念,通过版本向量和时间戳的引入,为数据标识了版本信息,同时给出了冲突检测和处理方案。对比分析表明,方案很好地解决了问题,提高了最终一致性的性能,在NOSQL数据库的设计过程中具有较好的应用价值。     

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。     

蚂蚁算法在数据网格副本选择中的应用研究

数据网格中由于采用复制备份策略,文件存在多个副本.用户访问文件时,如何从拥有相同文件的多个结点中选择某一结点获取文件,达到以相同的代价获得最优质的服务,是一个迫切需要研究的问题.深入研究了蚂蚁算法的原理,分析了影响副本选择性能的主要因素,利用这些参考因素设计了基于蚂蚁算法的副本选择策略;并对这个新算法进行了分析和实现.经仿真平台实验,表明该算法可有效地减少数据访问延迟及带宽消耗,实现网格中存储节点间的负载平衡,提高数据的访问速度.     

一种基于权重的数据网格副本替换策略

针对数据网格中存储站点的容量限制,提出了一种基于权重的数据副本替换策略(WBRR).在网格模拟环境OptorSim上进行的模拟实验结果表明:基于权重的策略相比于传统的副本替换策略,在降低网络利用率的同时缩短了系统的响应时间,达到了提高系统性能的目的.     

数据网格的多选址动态复制策略及其应用研究

动态复制技术对于提高数据网格的性能非常重要。对目前的动态复制策略进行了综述,鉴于目前效果较好的动态复制策略均为单选址算法,对于延迟较大、分布较广的网格存在很大局限性,提出三种多选址的动态复制策略,并将其转化为经典的数学问题进行求解。然后,给出了多选址动态复制策略在大规模分布式资源管理中的应用。