论文题目: 数据网格副本管理关键技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 计算机科学与技术
作者: 孙海燕
导师: 邹鹏
关键词: 低端计算环境,数据网格,复制,副本管理
文献来源: 国防科学技术大学
发表年度: 2005
论文摘要: 信息技术的发展使政府、企业、教育科研、医疗卫生等各部门纷纷在Internet提供的信息服务平台上开展业务。由于Internet缺乏对数据共享和协同问题求解的有效支持,使上述应用领域中的很多信息系统存在资源部门割据、信息分散、数据难于查找、应用系统相互孤立、难以互联互通等问题。 数据网格(Data Grid)面向广域网异构环境,为用户建立分布、异构、海量数据的一体化访问、存储、传输、管理与服务架构,是实现广域网环境下数据共享和协同问题求解的有效途径。数据网格技术可以为政府、企业、教育科研、医疗卫生等领域中的大量数据提供有效管理和共享的途径。 面向上述应用领域的数据网格系统通常表现出如下特点:系统具有P2P结构;网络通信能力有限;各节点的存储能力有限等,我们将这种网络环境称之为“低端计算环境”。在数据网格系统中,复制技术被广泛采用以提高系统性能,缩短数据响应时间并降低网络带宽消耗,复制技术的引入带来了副本管理问题,而副本管理的效率直接影响了系统的性能。目前,副本管理问题是业界广泛关注的热点问题。为了提高运行在“低端计算环境”上的数据网格系统的性能,本文致力于研究适应低端计算环境的数据网格副本管理关键技术。 本文以系统性能、可用性和可扩展性为目标,针对低端数据网格系统的特点,开展低端数据网格系统中副本管理技术的研究。本文的主要贡献在于: 1.提出了NLPR数据网格复制模型,建立了数据网格系统中副本管理各类问题的统一描述,简化了副本管理问题的求解过程;提出了基于服务合成的副本管理服务框架SCRMSA,为面向不同应用领域的数据网格副本管理服务提供了一种开放、透明、灵活的实现方案;在此基础上,提出了数据网格系统管理模型DGRMSM,实现对数据网格副本的透明、可扩展、开放的管理。 2.提出了“存储联盟”的概念,并以此为基础提出了基于存储联盟的双层动态副本创建策略SADDRES,建立了存储联盟间利用缓存建立数据副本、存储联盟内根据用户访问历史合理分布数据的副本创建策略。 3.基于“存储联盟环”的结构,提出了层次式副本定位与选择机制SAHRLSM,主要包括副本目录SARRC、副本定位算法SAHRLM和副本选择算法SAHRSM,并实现了网格节点和存储联盟的动态性管理、副本目录的一致性维护等机制,具有负载均衡、可靠性高以及可扩展性好等优点。 4.为了实现对网格副本的一致性管理并屏蔽不同网格应用的差异,引入了副本一致性管理服务RCMS,为数据网格系统提供了分布、高效、灵活的副本一致性管理机制;基于低端数据网格系统的特点,提出了基于视图和版本的副本一致性管理策略VVRCOMS,该策略采用版本机制对副本进行管理,在保证用户视图一致性的前提下,具有较好的系统性能。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1．1 选题背景
1．1．1 应用背景
1．1．2 技术背景
1．2 课题研究目标
1．3 研究现状
1．3．1 相关工作
1．3．2 存在的不足
1．3．2．1 数据网格中的复制模型
1．3．2．2 数据网格中的副本管理模型
1．3．2．3 副本创建策略
1．3．2．4 副本定位和选择机制
1．3．2．5 副本一致性管理
1．4 本文的工作
1．5 论文结构
第二章 数据网格中的复制模型与副本管理框架
2．1 复制基本概念
2．2 数据网格复制模型NLPR
2．2．1 模型定义
2．2．2 问题描述
2．2．2．1 请求池、逻辑文件池与网格节点池
2．2．2．2 数据网格中的副本管理问题
2．3 副本管理服务
2．3．1 副本管理服务的引入
2．3．2 副本管理服务的数据访问接口
2．3．3 副本管理服务的性能要求
2．3．4 基于服务合成的副本管理服务框架SCRMSA
2．3．4．1 SOA及服务合成
2．3．4．2 SCRMSA框架
2．4 数据网格副本管理系统模型
2．4．1 副本管理模型
2．4．2 数据网格副本管理系统模型DGRMSM
2．5 小结
第三章 副本创建策略
3．1 问题描述
3．1．1 副本创建策略分析
3．1．2 研究现状
3．1．3 低端数据网格系统的特点
3．2 存储联盟
3．2．1 Internet网络的特点
3．2．2 存储联盟
3．3 SADDRES副本创建1策略
3．3．1 SABC算法
3．3．2 ROSA算法
3．4 模拟与性能分析
3．4．1 模拟环境
3．4．2 性能分析
3．5 小结
第四章 副本定位和选择机制
4．1 研究现状
4．1．1 副本定位研究现状
4．1．1．1 P2P共享系统中的副本定位
4．1．1．2 数据网格系统中的副本定位
4．1．2 副本选择研究现状
4．2 副本定位和选择机制SAHRLSM
4．3 SARRC副本目录
4．3．1 SARRC副本目录的结构
4．3．1．1 LRC
4．3．1．2 SARLI
4．3．1．3 FRLI
4．3．2 SARRC副本目录内容维护
4．3．3 SARRC副本目录动态性维护
4．3．3．1 普通节点的动态性
4．3．3．2 盟主节点的动态性
4．3．3．3 存储联盟的动态性
4．3．4 SARRC副本目录一致性维护
4．4 SAHRLM算法
4．5 SAHRSM算法
4．6 性能分析
4．7 小结
第五章 副本一致性管理
5．1 研究现状
5．1．1 相关领域
5．1．1．1 分布数据库领域
5．1．1．2 分布对象领域
5．1．2 数据网格领域
5．2 副本一致性管理服务RCMS
5．2．1 RCMS服务的引入
5．2．2 RCMS服务实例的分布
5．3 VVRCOMS副本一致性管理策略
5．3．1 VVRCOMS策略的设计原则
5．3．2 VVRCOMS策略算法描述
5．3．2．1 RCMSC客户算法
5．3．2．2 RCMS服务算法
5．3．3 VVRCOMS策略的正确性
5．4 模拟与性能分析
5．4．1 模拟环境
5．4．2 性能分析
5．5 小结
第六章 副本管理系统模拟与性能分析
6．1 数据网格模拟工具OPTORSIM
6．1．1 数据网格环境的描述
6．1．2 副本管理策略的实现
6．2 数据网格副本管理系统STARRMS的设计与实现
6．2．1 低端数据网格环境的描述
6．2．2 StarRMS的设计与实现
6．2．2．1 SARRC副本目录
6．2．2．2 RMC副本元数据目录
6．2．2．3 副本一致性管理服务RCMS
6．2．2．4 副本管理服务RMS
6．3 性能分析
6．4 小结
第七章 结束语
攻读博士学位期间获奖和发表论文情况
攻读博士学位期间参加的科研工作
致谢
参考文献
发布时间: 2005-11-07
参考文献
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相关论文
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