[發明專利]云存儲數據的一致性維護方法及云存儲系統

在審

• 申請號: 201410014710.X
• 申請日: 2014-01-13
• 公開（公告）號: CN103780426A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 付雄;王義波;朱鑫鑫;王汝傳;季一木;韓志杰;張琳
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L29/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 楊楠

技術領域

本發明公開了一種云存儲數據的一致性維護方法及云存儲系統，屬于云計算和云存儲技術領域。

背景技術

隨著Internet網絡技術的發展和計算機技術的不斷提高，網絡中傳輸和處理的數據的能力直線增長。人們希望獲得一種直接、便捷的計算處理方式，不需要安裝應用軟件，只要連接互聯網，就可以利用連接在網絡中的空閑的計算機資源進行任務處理。

在此背景之下，云計算應運而生，所謂云計算，就是通過計算機網絡去連接由大量服務器、存儲設備集群構成的云計算平臺，來獲取遠程客戶端所需要的服務。而云計算服務商則是將一項復雜的運算任務分成若干個部分，通過分布在計算機網絡中的計算機協同合作，最終將運算結果傳輸到客戶端，從而實現個人數據在遠程的計算資源集群的運算。

云存儲的概念與云計算類似，它是指通過集群應用、網格技術或分布式文件系統等功能，將網絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協同工作，共同對外提供按用戶需求的數據存儲和業務訪問功能的一個系統。

云存儲對用戶來講，不是指某一個具體的設備，而是指一個由許許多多個存儲設備和服務器所構成的集合體。使用者使用云存儲，并不是使用某一個存儲設備，而是使用整個云存儲系統帶來的一種數據訪問服務。所以嚴格來講，云存儲不是存儲，而是一種服務。總之，云存儲的核心是應用軟件與存儲設備相結合，通過應用軟件來實現存儲設備向存儲服務的轉變。

在現有的云存儲系統中，為了保證數據的可靠性和可用性多采用多節點多副本的放置策略，只有這樣才能很好地保證數據的可靠性和安全性，但這也帶來了一個比較嚴重的問題，那就是如何保障各個副本之間數據的一致性。因此，如何高效地保障多個副本之間的一致性，已然成為當今云計算和云存儲領域比較熱門的一個話題，同時，也吸引了很多技術人員來進行進一步的探索。

目前云存儲系統中出現的一致性維護策略，如強一致性維護策略、最終一致性維護策略、洪泛式一致性維護策略等，均不能根據數據的特征動態地調整一致性維護策略，采用這種刻板單一的一致性維護策略，不僅不利于數據的可用性和一致性，而且還會影響存儲系統地性能，對網絡造成很大的擁塞。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術的不足，提供一種云存儲數據的一致性維護方法以及使用該方法的云存儲系統，可以根據數據的讀寫特征來動態地調整數據的一致性維護策略，兼顧數據的可用性和一致性。

本發明具體采用以下技術方案：

一種云存儲數據的一致性維護方法，根據數據的歷史讀寫頻率，將數據分為四類：讀稀疏型、寫稀疏型、讀寫稀疏型和讀寫密集型；對于讀稀疏型和讀寫稀疏型數據，使用基于pull的數據一致性維護方法；對于寫稀疏型數據，使用基于push的數據一致性維護方法；對于讀寫密集型數據，如當前時刻距該數據下一次更新時刻之間的時間段大于或等于預設的時間閾值，使用基于pull的數據一致性維護方法，否則，使用基于push的數據一致性維護方法。

優選地，所述根據數據的歷史讀寫頻率，將數據分為四類：讀稀疏型、寫稀疏型、讀寫稀疏型和讀寫密集型，具體按照以下方法：

步驟1、統計M個連續周期中每個數據各副本的讀頻率和寫頻率，M為大于1的整數；步驟2、按照以下公式計算每個數據各副本的讀流行程度和寫流行程度：

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