医疗健康物联网环境下云存储数据副本管理机制的设计与仿真实现

摘要

随着物联网技术的快速发展，各种基于物联网的应用已经深入到人们生活的各个领域，医疗健康便是其中的热点领域。医疗健康物联网环境下的数据具有海量、异构、难以管理等特点，而当前的数据副本管理机制结构简单、可扩展性差，不能为用户提供高效、可靠和安全的数据访问服务。
　　数据副本管理机制是任何存储系统的重要组成部分，对医疗健康物联网环境下的云存储系统就更为重要。为了实现医疗数据存储的可行性、可靠性和容错性，本文设计了基于云存储的数据副本管理机制，包括数据副本的放置策略、选择策略和一致性维护策略。就数据副本的放置策略而言，根据医疗数据对访问时间不同层次的要求，提出了p-中心和p-中位模型;定义了新的邻域搜索函数，并设计了相应的组合算法;由于用户访问方式和网络状态的动态性，进而提出了数据副本调整策略。在考虑当前网络状态和存储节点负载的情况下，设计了基于模拟植物生长算法的数据副本选择策略，以提高用户对医疗数据的访问速度。考虑到用户对不同数据副本的读写操作会导致不一致问题，提出了数据副本的一致性维护策略，使每个数据副本都能响应访问请求，并通过时间戳机制避免数据副本的更新冲突问题，提高了系统的吞吐量和数据访问的可靠性。
　　最后，对本文设计的基于云存储的数据副本管理机制进行仿真实现。性能评价结果表明，与原有的数据副本管理机制相比，本文设计的机制不仅可以降低数据访问的时间延迟和网络资源消耗，还实现了数据副本的负载均衡，同时提高了数据访问的可行性和可靠性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景和意义

1．1．1 物联网及其医疗健康领域应用

1．1．2 副本管理机制研究现状

1．1．3 课题研究意义

1．2 课题主要研究内容

1．3 课题来源

1．4 本文组织结构

第2章 相关理论基础

2．1 云存储相关理论

2．1．1 云存储系统结构

2．1．2 云存储相关技术

2．2 云存储系统数据副本管理

2．2．1 云存储系统数据副本管理结构

2．2．2 云存储系统数据副本管理特点

2．3 本章小结

第3章 基于云存储的数据副本管理机制

3．1 系统模型

3．1．1 访问模型

3．1．2 数据中心模型

3．2 数据副本放置策略

3．2．1 数据副本初始策略

3．2．2 数据副本调整策略

3．3 数据副本选择策略

3．3．1 数据副本的选择依据及目的

3．3．2 基于模拟植物生长的数据副本选择策略

3．4 数据副本一致性维护策略

3．4．1 数据副本一致性准则

3．4．2 数据副本一致性维护方法

3．5 本章小结

第4章 仿真实现与性能评价

4．1 基于CloudSim仿真实现

4．1．1 CloudSim简介

4．1．2 数据副本放置策略的仿真

4．1．3 数据副本选择策略的仿真

4．1．4 数据副本一致性维护策略的仿真

4．2 性能评价

4．2．1 数据副本放置策略的性能评价

4．2．2 数据副本选择策略的性能评价

4．2．3 数据副本一致性维护策略的性能评价

4．3 本章小结

第5章 结束语

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文