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分布式存储系统的可靠性研究

唐海浪  
【摘要】:随着分布式存储系统规模的不断扩大,系统可靠性的问题逐渐受到人们的重视。系统中磁盘数量的增加和单块磁盘容量的增长使得系统错误率不断增长,任何一次数据丢失都会造成巨大的损失。 本文对基于纠删码的分布式存储系统,首先通过泊松过程建立数据块错误的概率模型,并分析磁盘整理周期跟数据块错误之间的关系;然后根据数据块错误概率和纠删码的性质导出文件可用性模型,分析了冗余度和文件可靠性之间的关系;接着利用文件可用性和磁盘整理周期,导出了系统可靠性的计算模型。 为了避免在读写过程中访问不相关的数据块,本文选择文件为冗余集合。在这种情况下,系统可靠性取决于小文件的可靠性,因此,我们提出了动态冗余机制,对不同大小的文件选择最合适的冗余度。这种机制在保证系统可靠性的前提下降低了系统冗余的空间代价,同时也从一定程度上优化了读写操作的性能。 处理数据块错误的方法是磁盘整理,即系统定期扫描磁盘中所有的数据块,修复损坏的数据块。所以缩短磁盘整理周期可以有效提高系统的可靠性,但是过于频繁的磁盘整理会给系统带来沉重的负担。本文最后将提出如何根据系统可靠性目标来选择一个合适的磁盘整理周期。


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