分布式異構元數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)負載均衡的研究.pdf

1、為了支持海量數(shù)據(jù)的存儲需求，隨著存儲系統(tǒng)容量的提升，元數(shù)據(jù)作為描述數(shù)據(jù)特性和存儲位置的結構化信息，其存儲需求也急劇增加。分布式存儲系統(tǒng)的設計趨勢是明確劃分出元數(shù)據(jù)服務器與數(shù)據(jù)服務器兩種角色，對元數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)分別進行存儲，并使用多臺元數(shù)據(jù)服務器組成元數(shù)據(jù)服務器集合。
　　 本文研究目標是通過分析分布式存儲元數(shù)據(jù)架構需要滿足的關鍵特性，為分布式異構元數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)設計一個基于虛擬節(jié)點的負載均衡元數(shù)據(jù)存儲協(xié)議，該協(xié)議由三個部分組成，即：(

2、1)按權重分配虛擬節(jié)點映射子協(xié)議，用于實現(xiàn)元數(shù)據(jù)在異構服務器集合中，按服務器存儲容量均衡放置。在元數(shù)據(jù)服務器個數(shù)發(fā)生變化時，可以保證發(fā)生遷移的元數(shù)據(jù)數(shù)量達到最??；(2)虛擬節(jié)點重定向子協(xié)議，當系統(tǒng)中元數(shù)據(jù)存在局部性的訪問熱點時，不同的元數(shù)據(jù)服務器上的請求負載輕重不同。該協(xié)議將重載服務器上的元數(shù)據(jù)有針對性的遷移到輕載服務器上，實現(xiàn)元數(shù)據(jù)服務器的請求負載均衡；(3)虛擬節(jié)點交叉復制子協(xié)議，用于應對系統(tǒng)發(fā)生節(jié)點失效的情況，描述了元數(shù)據(jù)副本創(chuàng)建

3、、副本遷移和失效恢復各個過程，保證系統(tǒng)可以在節(jié)點失效狀態(tài)下進行元數(shù)據(jù)的恢復，保證系統(tǒng)的高可靠性。該負載均衡元數(shù)據(jù)存儲協(xié)議，在系統(tǒng)正常工作時保證存儲和請求負載均衡，并允許系統(tǒng)服務器數(shù)量動態(tài)變化，在系統(tǒng)發(fā)生異常時，進行元數(shù)據(jù)恢復，保證系統(tǒng)對外無間斷提供服務。
　　 論文進一步通過理論分析，證明了按權重分配虛擬節(jié)點映射子協(xié)議能夠保證存儲負載均衡，并且最小化元數(shù)據(jù)遷移的數(shù)量。
　　 論文運用負載均衡元數(shù)據(jù)存儲協(xié)議，設計并實現(xiàn)了分