论文题目: 基于网格的存储系统关键技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 模式识别与智能系统
作者: 邓智群
导师: 戴冠中
关键词: 网格计算,网格存储,对等网络,资源组织,资源共享,随机流模型,编码,容错存储,通用带权分布式哈希表
文献来源: 西北工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 数据作为信息时代最核心的资源，已经分布到网络，并基于网络进行存储。当今基于网格的分布式容错存储(网格存储)，作为新的研究领域，是网格系统提供的一种存储资源的共享服务，它不同于汇聚节点的空闲计算资源以进行协同计算的网格计算，而是汇聚网络上节点的空闲和志愿的存储资源进行协同存储。网格存储，作为开创性的研究工作，国内外当前的研究还不够深入，还没有形成可供实际应用的有效的网格存储系统的解决方案，其研究也具有相当的难度，因此研究网格存储具有十分重要的理论与实用价值。 本文对基于网格的存储系统的几个关键技术问题进行了深入而系统的研究，包括：网格存储系统中节点存储资源的汇聚，多区域内容分发的底层对等网络构建，存储资源共享以及数据在网格存储系统中的分布式容错存储等问题。 论文首先综述了网格的历史、发展、应用领域以及网格的研究背景、研究现状和研究热点。第二章系统分析和比较了网格计算与对等计算。第三章研究如何汇聚网格节点的存储资源，包括存储节点的组织机制、节点的加入和离开、存储资源的调度与分配、资源节点的查找、节点未分配的存储空间管理、存储资源的分配与回收等问题：最后针对动态网格节点构成的网格存储系统，采用了随机流模型的方法分析了存储空间分配与网格节点数目的关系。第四章研究了在网格存储系统中底层网络构建上，多区域对等网络的数据分发机制。第五章研究了网格存储资源的共享问题，包括资源共享模型、数学表述以及最优函数；最后从负载和响应时间的角度进行了分析仿真。第六章针对网格环境下存储节点的动态加入和离开，研究了分布式容错存储问题；借鉴了以往RAID、数据编码以及对等网络容错存储等工作，研究了数据公平分发到存储节点的通用带权分布式哈希表评定函数以及综合LT编码和通用带权分布式哈希表的数据容错存储体系。 本文研究内容综合了网格、对等网络、控制理论、运筹学、编码理论、容错存储等学科知识，主要贡献如下： (1)全面分析和对比了网格计算与对等计算的各个方面，包括概念、目标、体系结构、分类、组成团体、资源、安全、应用、基础架构和特征等问题。 (2)提出了在校园网络上构建科研网格协作环境以支持大学多学科的科研协作。针对大型组织(如大学、大型跨多个子公司的集团公司、大型研究机构等)，提出了网格存储系统的基于链表的节点组织机制，即网格节点索引算法(Grid-Nodes-index)，以汇聚节点的存储资源，构成海量存储空间。对于节点存储资源的分配与回收，采用了Least-Recently-Used
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 网格研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 相关技术研究
1.4 网格研究热点
1.5 本论文研究的主要内容
1.6 本论文主要研究成果
第二章 网格计算与对等计算的比较
2.1 引言
2.2 概念
2.3 网格计算与对等计算的比较
2.3.1 目标
2.3.2 体系结构
2.3.3 分类
2.3.4 组成团体
2.3.5 资源
2.3.6 安全
2.3.7 应用
2.3.8 基础架构
2.3.9 特征
2.4 特点总结
2.5 未来发展方向
2.6 本章小结
第三章 存储资源节点的组织机制
3.1 引言
3.2 相关研究工作
3.3 网格服务环境
3.4 节点组织结构
3.4.1 节点组织机制
3.4.2 节点加入和离开
3.4.3 存储资源调度和分配
3.4.4 资源节点查找
3.4.5 节点未分配存储空间的管理
3.4.6 存储资源的分配与回收
3.5 资源汇聚性能分析
3.5.1 相关研究工作
3.5.2 应用随机流模型分析网格存储服务
3.5.3 存储的动态微观模型
3.5.4 存储的随机流模型
3.5.5 随机流模型分析网格存储服务性能
3.6 小结
第四章 数据分发机制
4.1 引言
4.2 相关研究工作
4.3 多区域基于P2P的数据分发网格
4.3.1 思想来源
4.3.2 构建多区域P2P数据分发网络
4.3.3 节点加入和离开
4.3.4 查询和内容转发
4.3.5 性能分析
4.4 小结
第五章 资源共享机制
5.1 引言
5.2 相关研究工作
5.3 网格存储系统模型
5.4 最优函数
5.4.1 最大用户请求率
5.4.2 最大存储资源利用率
5.5 存储资源共享的启发式算法
5.5.1 启发式贪婪算法
5.5.2 动态规划方法
5.6 多类资源共享问题
5.7 性能评价
5.8 小结
第六章 数据放置策略算法
6.1 引言
6.2 相关研究与典型算法
6.2.1 容错算法
6.2.2 容错存储结构
6.3 数据放置算法
6.3.1 系统模型
6.3.2 LT编码
6.3.3 基于LT编码的数据放置算法
6.3.3.1 算法思想
6.3.3.2 实现过程
6.3.3.3 通用带权分布式哈希表评定函数
6.3.4 性能评价
6.4 讨论
6.5 小结
第七章 总结与展望
7.1 本文的主要研究结论
7.2 后续工作与发展方向
参考文献
攻读博士学位期间发表论文及研究工作
致谢
发布时间: 2007-03-29
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标签：网格计算论文; 网格存储论文; 对等网络论文; 资源组织论文; 资源共享论文; 随机流模型论文; 编码论文; 容错存储论文; 通用带权分布式哈希表论文;