[發明專利]一種基于DHT機制的云存儲系統的資源動態分配方法

在審

• 申請號: 201410326861.9
• 申請日: 2014-07-09
• 公開（公告）號: CN104092756A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 東方;羅軍舟;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 東南大學;焦點科技股份有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

1.一種基于DHT機制的云存儲系統的資源動態分配方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

步驟1)根據終端用戶對云存儲系統訪問情況，云存儲系統對用戶訪問請求量、訪問請求狀態、訪問性能以及系統中服務器狀態數據進行實時監控，獲得監控數據；

步驟2)對步驟1)實時采集的數據進行分析，判斷系統運行過程中，資源供給是否滿足目標性能水平；

步驟3)構建資源分配模型，然后根據資源分配模型，進行資源分配。

2.根據權利要求1所述的基于DHT機制的云存儲系統的資源動態分配方法，其特征在于：所述的步驟1)中，監控的訪問請求狀態數據包括用戶訪問請求到達率和用戶請求的文件流行度分布；監控的服務器狀態數據包括：服務器處理能力和服務器拒絕率；訪問性能的性能指標為數據可獲得性和響應延遲。

3.根據權利要求2所述的基于DHT機制的云存儲系統的資源動態分配方法，其特征在于：所述的數據可獲得性是指用戶訪問數據的成功率，采用用戶能夠成功訪問目標數據的平均概率表示；響應延遲是指系統響應用戶請求所需時間，采用從用戶發出請求到系統返回結果的平均時間間隔表示。

4.根據權利要求1所述的基于DHT機制的云存儲系統的資源動態分配方法，其特征在于：所述的步驟1)的過程為：在數據中心設置訪問統計與性能監控模塊，該模塊運行在數據中心控制節點或訪問請求入口節點上，對到達本數據中心的訪問請求狀態、訪問性能的性能指標以及服務器狀態數據進行統計和監控，并將結果數據寫入數據庫中，進行保存，每n秒更新一次，直至系統停止運行。

5.根據權利要求4所述的基于DHT機制的云存儲系統的資源動態分配方法，其特征在于：所述的n為4—6秒。

6.根據權利要求1所述的基于DHT機制的云存儲系統的資源動態分配方法，其特征在于：所述的步驟2)的過程為：

步驟201)比較服務器的性能水平是否低于預先設定的閾值，若是，則進入步驟202)；若否，則進入步驟203)；

步驟202)比較服務器拒絕率和預先設定的拒絕率閾值，如果服務器拒絕率大于或等于預先設定的拒絕率閾值，則進入步驟3)，如果服務器拒絕率小于預先設定的拒絕率閾值，則返回步驟201)；

步驟203)比較更新后的當前訪問請求到達率和更新前的最近一次訪問請求到達率大小，如果當前訪問請求到達率大于或等于更新前的最近一次訪問請求到達率，則返回步驟201)，如果當前訪問請求到達率小于更新前的最近一次訪問請求到達率，則進入步驟4)。

7.根據權利要求1所述的基于DHT機制的云存儲系統的資源動態分配方法，其特征在于：所述的步驟3)中資源分配模型的構建方法為：利用排隊網絡建立資源分配模型，將系統中每個服務器節點視為一個M/G/1/k隊列，服務器節點收到的訪問請求是一個泊松到達，服務器節點處理訪問請求的時間服從一般分布，所有服務器節點構成DHT網絡，用戶請求被均勻地分發到所有節點之上。

8.根據權利要求1所述的基于DHT機制的云存儲系統的資源動態分配方法，其特征在于：所述的步驟3)中資源分配方法為：

步驟301)利用式(1)至式(4)，以及根據服務器的性能，測算出當前系統所需服務器數目的目標范圍：

P_suc≥P^*_suc????式(1)

R≤R^*?????????式(2)

P_rej≤P^*_rej????式(3)

μ_min≤μ_i≤μ_max????式(4)

其中，P_suc表示實時的數據可獲得性，P^*_suc表示預先設定的數據可獲得性的閾值，R表示實時的響應延遲，R^*表示預先設定的響應延遲的閾值；P_rej表示實時的服務器拒絕率，P^*_rej表示預先設定的服務器拒絕率的閾值，μ_min表示服務器的服務能力的下限值、μ_max表示服務器的服務能力的上限值，μ_i表示第i臺服務器的服務能力；

步驟302)根據步驟301)確定的服務器數目的目標范圍，對每個滿足該目標范圍的服務器數目，帶入式(5)中，測算每個服務器數目對應的資源分配方案的使用成本；

Cost(μ)=Σi=1Nf(μi)]]>式(5)

其中，Cost(μ)表示系統的資源分配方案μ對應的資源使用成本，f(μ_i)表示服務器的使用成本函數，N表示系統中服務器的數目；表示使用的服務器成本之和；將這些資源分配方案的使用成本按照大小值進行排序，選出使用成本最小對應的資源分配方案作為新生成的資源分配方案；

步驟303)采用新生成的資源分配方案更新系統資源供給：對比當前資源分配方案和新生成的資源分配方案中使用的服務器數目，從中選出最小服務器數目N_min，并將N_min個當前使用的服務器按照新生成的資源分配方案進行重新配置，如果新生成的資源分配方案采用的服務器數目N’大于當前資源分配方案采用的服務器數目N₀，則在系統中增加N’－N₀個服務器節點，并按照新生成的資源分配方案對服務器進行配置；如果新生成的資源分配方案采用的服務器數目N’小于當前資源分配方案采用的服務器數目N₀，則在系統中將N_min個服務器按照新生成的資源分配方案進行重新配置，如果二者相等，則不對服務器數量做調整，按照新生成的資源分配方案調整各服務器的配置。