[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于DHT機(jī)制的云存儲(chǔ)系統(tǒng)的資源動(dòng)態(tài)分配方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410326861.9
• 申請(qǐng)日: 2014-07-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104092756A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 東方;羅軍舟;其他發(fā)明人請(qǐng)求不公開(kāi)姓名
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東南大學(xué);焦點(diǎn)科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04L29/08
• 分類(lèi)號(hào): H04L29/08
• 代理公司: 南京瑞弘專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及云計(jì)算和分布式存儲(chǔ)領(lǐng)域，具體來(lái)說(shuō)，涉及一種基于DHT機(jī)制的云存儲(chǔ)系統(tǒng)的資源動(dòng)態(tài)分配方法。

背景技術(shù)

云計(jì)算是一種利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地、按需、便捷地訪問(wèn)共享資源池的計(jì)算模式。它把大量的節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接在一起，構(gòu)建成一個(gè)或若干個(gè)大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，并以數(shù)據(jù)中心為基礎(chǔ)對(duì)外提供各種層次的服務(wù)，包括基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)IaaS、平臺(tái)服務(wù)PaaS和軟件服務(wù)SaaS，每種層次服務(wù)都對(duì)應(yīng)一種云服務(wù)提供商的角色。云存儲(chǔ)服務(wù)作為一種上層服務(wù)，服務(wù)商向IaaS提供商購(gòu)買(mǎi)位于數(shù)據(jù)中心中的資源以便構(gòu)建云存儲(chǔ)系統(tǒng)，例如云存儲(chǔ)服務(wù)商Dropbox將系統(tǒng)構(gòu)建在Amazon數(shù)據(jù)中心之上。終端用戶(hù)利用互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)的服務(wù)器中，數(shù)據(jù)的位置和組織方式對(duì)用戶(hù)是透明的，用戶(hù)可以隨時(shí)隨地訪問(wèn)數(shù)據(jù)，避免由于本地備份不當(dāng)帶來(lái)的數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)利用共享機(jī)制用戶(hù)之間可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的互訪等操作，使得數(shù)據(jù)資源得到更加充分的使用。

云存儲(chǔ)服務(wù)面向終端用戶(hù)，其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)由用戶(hù)生成，并且數(shù)據(jù)量大，增長(zhǎng)速度快，而用戶(hù)對(duì)于數(shù)據(jù)可獲得性和訪問(wèn)響應(yīng)延遲十分敏感，將直接影響用戶(hù)對(duì)服務(wù)性能的體驗(yàn)度。為了保證用戶(hù)能夠便捷、快速地訪問(wèn)數(shù)據(jù)，各大云服務(wù)提供商均采用基于無(wú)共享架構(gòu)的分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)，如Dynamo和Cassandra等系統(tǒng)。在無(wú)共享架構(gòu)下，數(shù)據(jù)中心的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都擁有獨(dú)立的本地存儲(chǔ)，利用分布式哈希機(jī)制(英文全稱(chēng)Distributed?Hash?Table，文中簡(jiǎn)稱(chēng)DHT)將數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)在各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，避免共享集中式存儲(chǔ)存在的單點(diǎn)失效問(wèn)題和I/O瓶頸。云存儲(chǔ)服務(wù)商利用IaaS提供商提供的資源來(lái)構(gòu)建服務(wù)系統(tǒng)，服務(wù)商按需支付資源的使用花費(fèi)。因此，不僅要考慮服務(wù)性能還需要考慮資源使用成本。由于系統(tǒng)采用分布式組織結(jié)構(gòu)，用戶(hù)請(qǐng)求路由過(guò)程需要多節(jié)點(diǎn)交互，使得服務(wù)性能與資源供給狀況關(guān)系更加復(fù)雜。從云存儲(chǔ)服務(wù)商角度出發(fā)，在面對(duì)用戶(hù)訪問(wèn)請(qǐng)求時(shí)，需要以較小的資源使用成本保證服務(wù)性能水平。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種基于DHT機(jī)制的云存儲(chǔ)系統(tǒng)的資源動(dòng)態(tài)分配方法，利用排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)分析服務(wù)性能水平和資源使用情況，以保證服務(wù)器的服務(wù)性能，并降低的資源使用成本。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于DHT機(jī)制的云存儲(chǔ)系統(tǒng)的資源動(dòng)態(tài)分配方法，該方法包括以下步驟：

步驟1)根據(jù)終端用戶(hù)對(duì)云存儲(chǔ)系統(tǒng)訪問(wèn)情況，云存儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)用戶(hù)訪問(wèn)請(qǐng)求量、訪問(wèn)請(qǐng)求狀態(tài)、訪問(wèn)性能以及系統(tǒng)中服務(wù)器狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，獲得監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)；

步驟2)對(duì)步驟1)實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，資源供給是否滿(mǎn)足目標(biāo)性能水平；

步驟3)構(gòu)建資源分配模型，然后根據(jù)資源分配模型，進(jìn)行資源分配。

進(jìn)一步：所述的步驟1)中，監(jiān)控的訪問(wèn)請(qǐng)求狀態(tài)數(shù)據(jù)包括用戶(hù)訪問(wèn)請(qǐng)求到達(dá)率和用戶(hù)請(qǐng)求的文件流行度分布；監(jiān)控的服務(wù)器狀態(tài)數(shù)據(jù)包括：服務(wù)器處理能力和服務(wù)器拒絕率；訪問(wèn)性能的性能指標(biāo)為數(shù)據(jù)可獲得性和響應(yīng)延遲。

進(jìn)一步：所述的數(shù)據(jù)可獲得性是指用戶(hù)訪問(wèn)數(shù)據(jù)的成功率，采用用戶(hù)能夠成功訪問(wèn)目標(biāo)數(shù)據(jù)的平均概率表示；響應(yīng)延遲是指系統(tǒng)響應(yīng)用戶(hù)請(qǐng)求所需時(shí)間，采用從用戶(hù)發(fā)出請(qǐng)求到系統(tǒng)返回結(jié)果的平均時(shí)間間隔表示。

進(jìn)一步：所述的步驟1)的過(guò)程為：在數(shù)據(jù)中心設(shè)置訪問(wèn)統(tǒng)計(jì)與性能監(jiān)控模塊，該模塊運(yùn)行在數(shù)據(jù)中心控制節(jié)點(diǎn)或訪問(wèn)請(qǐng)求入口節(jié)點(diǎn)上，對(duì)到達(dá)本數(shù)據(jù)中心的訪問(wèn)請(qǐng)求狀態(tài)、訪問(wèn)性能的性能指標(biāo)以及服務(wù)器狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和監(jiān)控，并將結(jié)果數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)中，進(jìn)行保存，每n秒更新一次，直至系統(tǒng)停止運(yùn)行。

進(jìn)一步：所述的步驟2)的過(guò)程為：

步驟201)比較服務(wù)器的性能水平是否低于預(yù)先設(shè)定的閾值，若是，則進(jìn)入步驟202)；若否，則進(jìn)入步驟203)；

步驟202)比較服務(wù)器拒絕率和預(yù)先設(shè)定的拒絕率閾值，如果服務(wù)器拒絕率大于或等于預(yù)先設(shè)定的拒絕率閾值，則進(jìn)入步驟3)，如果服務(wù)器拒絕率小于預(yù)先設(shè)定的拒絕率閾值，則返回步驟201)；

步驟203)比較更新后的當(dāng)前訪問(wèn)請(qǐng)求到達(dá)率和更新前的最近一次訪問(wèn)請(qǐng)求到達(dá)率大小，如果當(dāng)前訪問(wèn)請(qǐng)求到達(dá)率大于或等于更新前的最近一次訪問(wèn)請(qǐng)求到達(dá)率，則返回步驟201)，如果當(dāng)前訪問(wèn)請(qǐng)求到達(dá)率小于更新前的最近一次訪問(wèn)請(qǐng)求到達(dá)率，則進(jìn)入步驟4)。