基于sdn的天地一体化存储网络技术研究

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1、基于SDN的天地一体化存储网络技术研究宋佳2016年1月中图分类号：TN915.41UDC分类号：654基于SDN的天地一体化存储网络技术研究作者姓名宋佳学院名称信息与电子学院指导教师何遵文副教授答辩委员会主席王华教授申请学位工学硕士学科专业信息与通信工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2016年1月ResearchofSpace-GroundIntegratedStorageNetworkBasedonSDNCandidateName:JiaSongSchoolorDepartment:InformationandElec

2、tronicsFacultyMentor:A.Prof.ZunwenHeChair,ThesisCommittee:Prof.HuaWangDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:InformantionandCommunicationEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:Jan,2016研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除

3、特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要随着中继卫星系统的建设和用户的不断拓展、航天技术的进步、开发利用太空进程的加快，我国在太空领域的活动发展不断加速。飞行器与中继卫星系统（TDRSS）之间建立高速通道，可以极大的提高信息获取的效率。在中继卫星组网运行的情况下，系统中进行缓存、转发、处理的

4、数据量越来越大，理论上单天需要存储和处理的业务数据将达到TB量级，中继卫星系统将成为各种用户业务数据交互和存储的数据中心，数据如何合理的分配、存放到地面站，如何对数据合理的、灵活的调度，以及对数据进行检索提高读取效率，都是需要解决的问题，目前在天地一体化网络仍存在对大容量数据存储的瓶颈，因而如何充分利用现有资源，适应日益增长的海量数据存储需求是当前面临的一项重要任务。本文从“存”、“取”，“用”三个角度对天地一体化存储网络进行研究。在“存”的角度，本课题分析了目前云存储网络数据副本的放置策略，结合实际提出了基于距离与一致性Has

5、h算法的副本存储策略，通过实验对比了不同参数下的分布情况，所提算法可以更好的兼顾距离与均匀性。在“取”的角度，由于目前通常的网络设备是将逻辑上的控制面与数据转发绑定在一起，不利于数据的高速转发，本课题采用SDN网络架构，将网络的控制平面与数据转发平面进行分离，数据的转发依靠上层的策略，提出了基于通信链路带宽均衡的资源调度策略，实验结果表明了策略的有效性。在“用”的角度，考虑到中继卫星系统存储的内容大多为图像和遥感遥测等信息，图像信息在存储内容中占据了很大的比例，因此本课题提出了IPP算法实现图像检索的方法，在提取数据时可以为用户

6、检索到最相关的数据进行传输，从而减少数据传输量，节约宝贵的链路资源。本文对“存”、“取”，“用”三个角度提出的方案，均进行了仿真实验，仿真结果表明所提出的算法可以很好的适应天地一体化存储网络的需求，能够有效的减少响应时间、提高传输效率。关键词：天地一体化；SDN；分布式存储；负载均衡；数据调度；图像检索I北京理工大学硕士学位论文AbstractWiththeconstantexpansionoftheconstructionoftherelaysatellitesystem,theprogressofspacetechnolog

7、y,andthespeedingupofthedevelopmentandutilizationofspace.Trackinganddatarelaysatellitesystem(TDRSS)relayontheestablishmentofhigh-speedcommunicationlinkbetweenaircraftandgroundstation,whichcanlargelyimprovetheefficiencyofspatialinformationacquisition.Undertheconditiono

8、ftherelaysatellitenetwork,thesystemofcaching,forwarding,theamountofdataprocessingismoreandmore.Thedataneededtostorageandprocesswill