【摘要】：P2P存儲是分布式存儲的一種方式，目的是利用節(jié)點冗余的計算和存儲能力達成經(jīng)濟有效的網(wǎng)絡(luò)存儲。移動P2P分布式存儲作為P2P存儲領(lǐng)域的一個分支，因為移動P2P網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)性，自組織，異構(gòu)性等特性已經(jīng)得到了學術(shù)界的極大關(guān)注。移動P2P的分布式存儲是指在一些高度異構(gòu)的移動節(jié)點上，考慮存儲空間的有限性，帶寬差異性，節(jié)點動態(tài)性的基礎(chǔ)上來提供較為穩(wěn)定的存儲和相應(yīng)的傳輸服務(wù)。智能平臺以及云計算的發(fā)展使得移動終端的處理能力獲得了大幅度的提升，為移動P2P的研究奠定了物理基礎(chǔ)，從而使得基于移動P2P技術(shù)進行存儲和傳輸機制的研究成為了可能。 移動P2P不同于P2P的一個基本特征是節(jié)點的多維異構(gòu)性。為了保障數(shù)據(jù)可靠的存儲和傳輸，需要考慮節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)帶寬，節(jié)點的計算能力，節(jié)點的存儲能力等多種因素。副本節(jié)點的選擇，副本數(shù)量和放置策略，激勵機制，并行傳輸和恢復(fù)是解決這類問題的主要手段和目前研究的熱點問題。大量副本數(shù)據(jù)的存儲一方面加大了節(jié)點存儲的負擔也加大了數(shù)據(jù)傳輸?shù)呢撦d，降低了節(jié)點參與度和貢獻度。目前研究多數(shù)從固網(wǎng)P2P的角度進行移動P2P的研究，而較少考慮移動節(jié)點的多維異構(gòu)性問題，從而在降低每個節(jié)點的存儲負擔和傳輸負載的情況下，，保證節(jié)點之間傳輸?shù)目煽啃裕瑪?shù)據(jù)存儲的可用性和持久性。 本文從“節(jié)點合作為基礎(chǔ)，服務(wù)為中心，優(yōu)化存儲和傳輸機制為目標”這一宗旨出發(fā)，深入研究了如何在計算密集區(qū)域，利用飽和計算能力進行數(shù)據(jù)存儲和傳輸?shù)膬?yōu)化問題。論文從移動P2P的體系結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)存儲與共享，可靠性傳輸?shù)葞讉�問題入手，采用特定的手段優(yōu)化資源使用和保證服務(wù)質(zhì)量優(yōu)化的雙重目標。具體為： （1）移動節(jié)點的存儲空間和帶寬資源有限，既要存儲其它節(jié)點的數(shù)據(jù)，同時又要從其它節(jié)點下載數(shù)據(jù)進行存儲，完全副本存儲加重了網(wǎng)絡(luò)負擔和節(jié)點的能量消耗，降低了節(jié)點在線的可能，進一步降低了服務(wù)質(zhì)量。本文提出基于云存儲的高可靠存儲模型。模型由云存儲層、移動節(jié)點群組層，普通移動節(jié)點層構(gòu)成。為了節(jié)省移動節(jié)點的存儲空間和帶寬資源，提出移動節(jié)點組的兩種存儲模型，一是交叉存儲模型、二是按比例存儲模型。交叉存儲模型解決了完全副本占用空間過大的問題。按比例存儲充分利用了節(jié)點的異構(gòu)性。普通節(jié)點使用節(jié)點組提供的服務(wù)。模型中移動節(jié)點不需要存儲數(shù)據(jù)的完整副本，有效節(jié)約的存儲空間，為用戶的其它服務(wù)提供了保證。 （2）移動P2P節(jié)點的帶寬差異性極大，針對存儲機制和并行獲取兩個階段缺乏統(tǒng)籌考慮，導(dǎo)致帶寬較慢的節(jié)點極大的影響整體傳輸性能的現(xiàn)象，本文提出了一種支持異構(gòu)存儲的并行傳輸模型及其相應(yīng)的算法。用PTRM和PTIM算法解決按比例存儲模型和交叉存儲模型的負載均衡的調(diào)度問題。與CLBS和DAS兩種并行傳輸模型進行了性能比較，結(jié)果顯示，本文的并行傳輸模型在傳輸性能略優(yōu)于CLBS，與DAS接近，算法在聚集了更大的帶寬的同時節(jié)省了存儲空間，提高了系統(tǒng)可靠性。 （3）為了克服移動P2P網(wǎng)絡(luò)的高度震蕩性導(dǎo)致數(shù)據(jù)失效的情況，大量數(shù)據(jù)副本冗余是較為常用的一個主要方法。然而，大量的數(shù)據(jù)冗余不僅加重了移動節(jié)點的存儲負擔，同時也大大增加了節(jié)點搜索和傳輸?shù)臅r間延遲。本文基于存儲空間的限定下，提出動態(tài)環(huán)境中數(shù)據(jù)失效后的數(shù)據(jù)恢復(fù)模型。在存儲空間占用不大于雙副本存儲情況下本文提出了四種存儲數(shù)據(jù)恢復(fù)方案，具體的方案包括二等分雙副本，I等分雙副本存儲模型，K等分模型散列，以及編碼模型散列存儲等。在網(wǎng)絡(luò)正常工作和非正常工作的情況下，研究了它們的數(shù)據(jù)失效和恢復(fù)情況。通過理論分析和比較研究，取得了較好的效果，達到了空間有限占用情況下的高可靠的分布式存儲，為選擇適合移動P2P的存儲模型奠定了理論基礎(chǔ)。 （4）移動節(jié)點之間的性能異構(gòu)性巨大，選擇合適的節(jié)點進行數(shù)據(jù)的存儲和傳輸對于數(shù)據(jù)的可用性和持久性具有重要的影響。為了提高移動節(jié)點數(shù)據(jù)存儲的可靠性，本文提出構(gòu)造一個合作存儲的節(jié)點集合G-peer組的模型。一個模型是構(gòu)造最近的兩個存儲節(jié)點進行副本存儲，另一個模型是構(gòu)造一個三模存儲劃分。本文使用動態(tài)矩形窗的方法計算區(qū)域內(nèi)最近的節(jié)點對，利用最近的兩個存儲節(jié)點進行副本存儲，構(gòu)造了一個雙節(jié)點的G-peer組，進一步減少副本傳輸代價。在限定通信閾值和傳輸代價的前提下，充分利用密集計算資源,構(gòu)造三模存儲，本文提出了一種最大的三模存儲劃分的算法，在一個區(qū)域內(nèi)形成了一個可靠的G-peer組集合。通過仿真實驗，驗證了算法有效，復(fù)雜度不高于以往的算法。 移動節(jié)點既要享受其它節(jié)點提供的服務(wù)又要提供服務(wù)，因此提高服務(wù)質(zhì)量，提高存儲效率，傳輸速率將進一步提高移動節(jié)點的資源利用率，提高移動節(jié)點參與度，從而進一步提升移動P2P網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。
【圖文】：

第 1 章 緒 論第 1 章 緒 論和意義持設(shè)備的計算能力和存儲能力大大的提高，而展，手持設(shè)備之間的短距離通訊形成了一個新的-Mobile Peer to Peer）。MP2P）可以理解為疊加在移動網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中網(wǎng)夠在多種受限的帶寬的條件下使用物理介質(zhì)等接交換實現(xiàn)數(shù)據(jù)在可移動節(jié)點之間共享與傳輸[

哈爾濱工程大學博士學位論文GFS將整個系統(tǒng)的節(jié)點由客戶端、主服務(wù)器、數(shù)據(jù)塊服務(wù)器三類角色構(gòu)成，描述為 Client、Master和Chunk Server，如圖1.2所示。客戶端為系統(tǒng)提供應(yīng)用程序的接口，不遵守POSIX標準，提供庫文件來供用戶開發(fā)。開發(fā)應(yīng)用戶可以直接調(diào)用這些庫函數(shù)和庫鏈接。只有一個邏輯GFS服務(wù)器作為管點，它是GSF文件系統(tǒng)的樞紐，負責整個文件系統(tǒng)元數(shù)據(jù)的保存，管理。的存儲工作由數(shù)據(jù)塊服務(wù)器負責，文件是服務(wù)器存儲的主要形式，大多數(shù)下有多余一個的服務(wù)器，GFS的規(guī)模一般通過服務(wù)器個數(shù)體現(xiàn)。系統(tǒng)將文固定大小進行分塊，缺省為64MB。
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TP393.02;TP333

【參考文獻】

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本文編號：2565222