geo-distributed云存储服务中数据副本放置策略的研究

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1、分类号：ＴＰ３９３单位代码；１０１８３研究生学号：２０Ｂ５扣０１２密级：公开戀吉林大学硕女學位论文（学术学位）Ｇｅｏ－ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ云存储服务中数据副本放置策略的研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳｔｒａｔｅｇｙｏｆＤａｔａＲｅｐｌｉｃａＰｌａｃｅｍｅｎｔｆｏｒ－ｔＳｒｖＧｅｏｄｉｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＣｌｏｕｄＳｏ巧ｇｅｅｃｅｓ作者姓名：刘圆圆专业：计算机系统结构研究方向：高性能计算与云计算指导教师；魏晓辉教授培养单位：计算机科学与技术学院

2、２０１６年４月未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论义书面版本、电子版本的任何单位和个人，巧不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作枚的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕±学位论文原创性声明：所呈交的硕女学位论文本人郑重声明，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的硏究做出重要贡

3、献的个人和集体，均己在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文：作者签名Ｉ责圖）頭期：２０１６年曰月曰ｒ巧Geo-distributed云存储服务中数据副本放置策略的研究ResearchonStrategyofDataReplicaPlacementforGeo-distributedCloudStorageServices作者姓名：刘圆圆专业名称：计算机系统结构指导教师：魏晓辉教授学位类别：工学硕士答辩日期：2016年5月24日摘要摘要Geo-distributed云存储服

4、务中数据副本放置策略的研究随着云计算的快速发展及其在各领域的广泛应用，作为云计算的基础支撑，云存储成为该领域的一个研究热点。云存储技术负责将数据资源存储到云端的数据中心，并为用户提供访问服务功能。云存储系统具有可用性、可靠性、扩展性以及快速的数据访问等特点，而系统的这些特征都与数据副本的管理密切相关。现有的成果多从不同目标出发，例如考虑系统能耗或用户的服务质量等，研究了云存储环境下的数据布局优化方法。为满足用户需求，大多数的云服务选择运行在多个地理上分布（Geo-distributed）的数据中心。在geo-distr

5、ibuted云存储服务中，用户将数据备份到云存储端并且有选择性地与其他用户共享，数据资源的存储是主要的成本开销，而服务的最终目标是为用户提供较好的用户体验。考虑到用户的区域性分布及用户量的爆炸性增长，将数据备份到多个云端来减少访问数据时的传输时间，使用户获得更好的用户体验，是更有效的方法。然而，数据副本备份又会导致更高的存储花费，因此，在数据的存储开销和用户体验之间进行较好的权衡是云存储服务所面临的挑战。我们提出的数据副本放置策略，需要既能保证较少的存储开销的同时，又可以兼顾用户体验性能。近年来，移动互联网的便利性促进

6、了移动用户数量的快速增加。更多用户经常会利用移动终端，随时随地备份数据到云存储中心，移动云存储的研究也逐渐被大家关注。而移动性也带来了新的挑战，例如，移动云存储服务的推广促进了用户之间对数据的相互访问，用户位置不固定影响了用户体验等。因此，系统放置数据时也需考虑云存储服务的移动性。用户作为云存储服务主体，要求系统在存储副本时还需考虑用户的优先级和活跃度等行为特征。如何应对移动互联网，考虑用户特性对数据副本放置的影响是亟待解决的问题。本文主要针对云存储服务的地理分布特性，结合用户行为特征，根据上述问题，做了以下工作：（1

7、）在本文中，我们对geo-distributed云存储服务中的数据副本放置问题进行建模，I摘要主要从云存储服务提供商的角度出发，综合考虑了数据的存储开销和用户体验，而本文的用户体验性能是指用户访问数据的传输延迟。本文不仅考虑了云存储中心的地域分布性，而且详细分析了用户的访问特征。结合实际应用情况，用户会访问其他用户共享的文件，用户之间以文件为纽带建立了联系，基于此重点考虑了用户行为对数据存储的影响。（2）通过在存储开销和用户体验之间权衡，提出了数据放置的优化研究策略，设计了数据副本的调整算法（RPA），结合用户和云存储

8、中心的特性，可将该算法用于定期优化系统的整体存储情况。（3）当用户要放置副本到云存储中心时，本文考虑了用户和数据中心，用户之间的通信对副本存储的影响，分析了geo-distributed云存储服务的社会感知特征。提出了基于社会感知的数据副本放置算法（DDRP），算法根据当前环境下的用户状态，及用户间的关系等信息动态地存储用户数据副