云端融合计算环境中的多副本管理机制研究

摘要

随着互联网、社交网络的发展与普及，传统云存储系统已经越来越不能满足目前大数据的存储。为此本文提出将云服务器资源与边缘节点资源进行有效的融合，分担云服务器压力的同时又有效的利用了边缘节点资源。云端存储系统中良好的副本管理机制对于系统的可靠性、均衡性、用户体验值高低的影响是不容小觑的。
　　本文提出了云端数据存储模型，进一步地详细描述了云端架构中数据存储方法；在云端存储模型的基础上提出一种基于数据可用性、副本访问频率和宿主节点剩余容量综合考虑的副本部署策略和基于副本响应时间预测的副本选择机制；最后将本文提出的副本部署策略与副本选择策略应用到流媒体系统中，设计了云端流媒体系统。以下从五个点简要概括本文工作：
　　（1）云端数据存储模型。本文主要将模型中两种节点的分工细化为管理模型中三种角色的节点：管理云节点、普通云节点、端节点。
　　（2）云端数据存储方法。本文在云端数据存储模型中进一步给出了数据存储方法：包括副本的增加、减少、修改、只读性访问和数据的清除。
　　（3）云端数据副本部署机制。本文综合考虑了数据可用性与动态的副本访问频率的变化情况，设计了副本数量初始化与调节方法，在保证数据可用性的情况下有效地控制了副本的数量。同时，副本部署位置的确定也以节点负载均衡、系统负载均衡为出发点。
　　（4）云端数据副本选择策略。本文将影响副本响应时间的因素综合到实际的副本响应时间这一个点上，通过对副本历史响应时间的统计，预测副本未来被访问时的副本响应时间，继而选择副本响应时间最短的副本作为最佳副本。
　　（5）云端流媒体系统。在上述副本部署策略和副本选择策略的基础上，本文提出了流媒体系统，给出了主流的流媒体系统解决方案对比。提出系统的体系架构和性能优化方案—流媒体数据存储与共享方法，最后给出了系统的模块图和类图。

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专用术语注释表

第一章 绪论

1.1课题背景和研究意义

1.2研究内容

1.3本文组织

1.4本章小结

第二章 相关研究工作

2.1云计算技术

2.2云端融合计算

2.3本章小结

第三章 云端数据存储方法

3.1云端数据存储方法设计

3.2副本创建

3.3副本复制

3.4副本访问——只读

3.5副本修改

3.6副本减少

3.7数据清除

3.8本章小结

第四章 云端数据副本部署机制

4.1相关工作

4.2数据副本数量确定机制

4.3数据副本放置机制

4.4实验验证与性能分析

4.5本章小结

第五章 云端数据副本选择策略

5.1相关工作

5.2基于副本响应时间预测的副本选择策略

5.3实验验证

5.4本章小结

第六章 云端流媒体系统

6.1相关工作

6.2体系架构与云端扩展云平台简介

6.3性能优化

6.4系统设计与构建

6.5本章小结

第七章 总结与展望

7.1总结

7.2展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间申请的专利

附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢