[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

技術領域

本發明涉及云計算和分布式存儲領域，具體來說，涉及一種基于DHT機制的云存儲系統的資源動態分配方法。

背景技術

云計算是一種利用互聯網實現隨時隨地、按需、便捷地訪問共享資源池的計算模式。它把大量的節點和網絡設備連接在一起，構建成一個或若干個大規模數據中心，并以數據中心為基礎對外提供各種層次的服務，包括基礎設施服務IaaS、平臺服務PaaS和軟件服務SaaS，每種層次服務都對應一種云服務提供商的角色。云存儲服務作為一種上層服務，服務商向IaaS提供商購買位于數據中心中的資源以便構建云存儲系統，例如云存儲服務商Dropbox將系統構建在Amazon數據中心之上。終端用戶利用互聯網將數據上傳到系統的服務器中，數據的位置和組織方式對用戶是透明的，用戶可以隨時隨地訪問數據，避免由于本地備份不當帶來的數據丟失的風險，同時利用共享機制用戶之間可以實現對數據的互訪等操作，使得數據資源得到更加充分的使用。

云存儲服務面向終端用戶，其特點是數據由用戶生成，并且數據量大，增長速度快，而用戶對于數據可獲得性和訪問響應延遲十分敏感，將直接影響用戶對服務性能的體驗度。為了保證用戶能夠便捷、快速地訪問數據，各大云服務提供商均采用基于無共享架構的分布式存儲系統，如Dynamo和Cassandra等系統。在無共享架構下，數據中心的每個節點都擁有獨立的本地存儲，利用分布式哈希機制(英文全稱Distributed?Hash?Table，文中簡稱DHT)將數據分散存儲在各個節點上，避免共享集中式存儲存在的單點失效問題和I/O瓶頸。云存儲服務商利用IaaS提供商提供的資源來構建服務系統，服務商按需支付資源的使用花費。因此，不僅要考慮服務性能還需要考慮資源使用成本。由于系統采用分布式組織結構，用戶請求路由過程需要多節點交互，使得服務性能與資源供給狀況關系更加復雜。從云存儲服務商角度出發，在面對用戶訪問請求時，需要以較小的資源使用成本保證服務性能水平。

發明內容

技術問題：本發明所要解決的技術問題是：提供一種基于DHT機制的云存儲系統的資源動態分配方法，利用排隊網絡分析服務性能水平和資源使用情況，以保證服務器的服務性能，并降低的資源使用成本。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種基于DHT機制的云存儲系統的資源動態分配方法，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。

進一步：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。

進一步：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。

進一步：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。

進一步：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)。