基于网络编码的分布式存储系统中修复节点选择算法研究

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1、学校代码；１０２８５学号；２０１３４Ｕ７０４９ＨＵＩ多Ａ聲Ｈｓｏｏｃｈｏｗｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ＾＾＾＾＾＾＾＾■ＩＨＨｍ：＾／Ｈ基于网络编刪分布式碰織巾修复节点｜ＨＨ选择算法臟民ｅｓｅａｒｃｈｏｎＲｅｐａｉｒＮｏｄｅＳｅｌｅｃｔｉｏｎｉｎＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＳｔｏｒａｇｅＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＮｅｔｗｏｒｋＣｏｄｉｎｇ…—■研究＾雷成巧指导教瞧名朱始琴饼授）专业名称软件工程—研究方向醜与信息安全所在院部计算机科学与技术学

2、院论文提交日期２０１６年４月＾？苏州大学学位论文独创性声明本人郑重声明；所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经往明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其它教育祝构的学位证书而使用过的材料。就本文的研究作出重要贾献的个人和集体。本人承担本声明的法律，均已在文中明确方式标明责任。＇寺《避■．＾ｏ论文作者签名；日期；ｉｄｉＡ苏州大学学位论文使用授权声明本人完全了解苏州大学关于收集、保存和使

3、用学位论文的规定，艮日：学位论文著作权归属苏州大学。本学位论文电子文挡的内容和纸质论文的内容相一致。苏州大学有权向国家图书馆、中国社科晓文献信息情报中也、中国科学技术信息研究所（含乃方数搪电子出版社）、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子文保档存和，汇允许论文被查阅和借阅，可采巧影印、缩印或其他复制手段编学位论文，可从将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进本行检索。口渉密论文学位论文属在年＿＿月解密后适用本规定。论文非涉密论文□作者签名；脅技进曰期；５‘王Ｑ

4、导师签名；斗日期：从也．１０基于网络编码的分布式存储系统中修复节点选择算法研究中文摘要随着信息技术的快速发展，全球数据存储量呈现爆炸式增长，因此如何存储海量数据成了迫切需要解决的问题。分布式存储系统以快捷、高扩展性等适合海量数据存储的特点，受到广泛应用。为了提高存储的可靠性，系统冗余地储存数据，并且提供一个良好的节点修复机制。传统的冗余策略（复制、纠删码），节点存储和修复带宽的消耗都很大，因此网络编码被引入到分布式存储系统中。虽然网络编码能带来很多好处，但是节点修复会消耗大量不必要的再生时间。本文研究基于网络编码的分布式存储系统

5、中修复节点（新生节点、供应节点）的选择问题。本文首先以减少节点修复的再生时间作为优化目标，研究供应节点的选择问题(新生节点给定)，即当问题规模小（存储服务器数量少）时，通过线性规划约束供应节点的选择，提出混合整数的线性规划算法，当问题规模变大时，松弛整数线性约束条件，提出一个启发式的选择算法，能够近似最优地选择供应节点以及供应节点到新生节点的传输路径，该算法适用小型的数据中心；其次,为了进一步减少节点修复的再生时间，本文联合考虑新生节点和供应节点的选择问题,对选择问题建模,多次松弛整数线性约束条件，提出启发式的选择算法，能够近似最优地选

6、择新生节点、供应节点以及传输路径，该算法适用于大型企业的数据中心；此外，上述两种方案只考虑如何减少再生时间，在实际网络中，还应该考虑节点修复过程中数据的传输成本，故本文基于链路传输成本，在保持节点修复过程中再生时间最小的情况下，约束供应节点到新生节点的传输路径，提出传输成本的优化算法。仿真实验结果表明，本文提出的算法能有效地减少节点修复的再生时间，提高传输效率。另外，本文设计的传输成本优化算法能有效地降低传输成本。因此本课题研究对分布式存储系统的进一步发展具有积极意义。关键字：分布式存储系统，网络编码，供应节点选择，线性规划松弛作者：贾

7、成进指导老师：朱艳琴IResearchonRepairNodeSelectioninDistributedStorageSystemBasedonNetworkCodingAbstractWiththerapiddevelopmentofinformationtechnology,globaldatastoragepresentsexplosivegrowth,thereforehowtoefficientlystoremassivedatabecomesanurgentproblemtobesolved.Duetotheadvanta

8、gesofquick,highscalabilityandsoon,distributedstoragesystemhasbeenwidelyappliedtomassivedatastorage.Inor