基于DHT的数据网格副本定位研究

论文摘要

现代科学研究和应用领域的需要正朝着高性能、大数据量的方向发展,由于互联网中存在着数据共享和协同的问题,使很多信息系统信息分散、数据难于查找定位,并且相互孤立,难于连通。数据网格为用户建立分布、异构、海量数据的一体化访问、存储、传输、管理服务,是解决共享和协同问题的有效方法。在数据网格中,维护的数据往往数量多、数量级大且多数分布存储,因此,人们引入副本技术来实现远程数据高性能的频繁访问和处理,这样不仅能大大减少传输延迟,提高数据访问和处理的效率,而且还能分流对原结点的访问请求,平衡结点的负载,提高数据的安全性、可靠性。数据网格系统需要提供副本定位服务,以根据系统需求快速有效地定位到数据的一个或多个副本。如何提高副本定位服务的可扩展性和自适应性,是当前数据网格副本定位技术的难点问题。对等(P2P)系统是当今研究比较成熟的领域,P2P资源定位技术对系统的可扩展性、自适应性和负载均衡等各方面都有比较成熟的解决方案。本文借鉴结构化拓扑P2P系统中分布式哈希表(DHT)的资源关键定位技术,提出了基于分布式哈希表DHT的数据网格副本定位策略DHTRL。该策略将数据网格进行三层结构的划分,各个层分别由TRIN、RIDN和RSN节点构成。DHTRL使用域内副本定位节点RIDN来支持对数据副本的本地定位,使用域间副本定位节点TRIN来支持对广域范围内同一数据多个副本的高效定位。DHTRL策略提出了基于动态索引映射技术来组织TRIN节点和存储副本目录信息,将全局副本目录信息动态均衡地分布在各个TRIN节点之上。TRIN节点是DHTRL副本定位策略的核心节点,关系到副本定位的有效性和高效性,故根据结构化DHT中的Chord环思想,提出了连续副本节点复制方法,用来对TRIN节点进行维护。本文使用数据网格模拟器OptorSim对提出的基于DHT的数据网格副本定位策略(DHTRL)进行了模拟实验,分析和实验表明,DHTRL策略具有良好的可扩展性、负载平衡性、自适应性和鲁棒性,能够有效地满足数据网格环境中副本定位的需求,提供高效、动态可扩展的副本定位服务。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 网格概念
• 1.2 网格用途
• 1.3 网格体系结构
• 1.4 论文的研究目的和意义
• 1.5 当前副本管理研究现状
• 1.6 本文研究工作和论文结构
• 第二章 副本定位技术
• 2.1 副本技术的重要性
• 2.2 副本技术的相关概念
• 2.3 网格中的副本技术
• 2.4 P2P系统中的副本定位技术
• 2.5 副本定位研究现状
• 2.6 副本定位服务的目标
• 第三章 分布式哈希表技术
• 3.1 分布式哈希表概念
• 3.2 分布式哈希表技术
• 3.3 分布式哈希表算法
• 3.4 结构化分布式哈希表
• 第四章 基于DHT的数据网格副本定位策略DHTRL
• 4.1 系统体系结构
• 4.2 系统中提供的服务
• 4.3 动态索引映射技术
• 4.4 DHTRL分析与评估
• 4.5 TRIN节点的维护策略
• 第五章 实验模拟和分析
• 5.1 OptorSim模拟器
• 5.2 DHTRL策略的实验评估
• 5.3 副本定位实验分析
• 第六章 结论和展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间研究成果
• 致谢