【摘 要】
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末端环境中,计算资源、存储资源有限,数据缺失,网络节点在不断移动,网络链路不稳定,节点易受攻击,一旦网络中的数据中心失效将影响整个网络的通信与数据共享。在这样的条件下,需要利用分散计算范式,基于调度算法,通过新型移动网络中的具有计算能力的各个设备协作共享才能完成复杂的任务。在新型移动网络中,节点具有高动态性,要求网络无中心化,并且网络中任意节点宕机后仍可借助网络中剩余节点经由调度算法完成已分配的计
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末端环境中,计算资源、存储资源有限,数据缺失,网络节点在不断移动,网络链路不稳定,节点易受攻击,一旦网络中的数据中心失效将影响整个网络的通信与数据共享。在这样的条件下,需要利用分散计算范式,基于调度算法,通过新型移动网络中的具有计算能力的各个设备协作共享才能完成复杂的任务。在新型移动网络中,节点具有高动态性,要求网络无中心化,并且网络中任意节点宕机后仍可借助网络中剩余节点经由调度算法完成已分配的计算任务。对于新型移动网络,需要一套合适的存储方案用于存储在完成计算任务的过程中需要存储下来的任务数据、感知数据、业务数据等不同类型的数据。目前,现有的分布式数据存储方案都是在预设的集群架构上进行全集群的数据同步与分发,并不适用于节点动态性强的新型网络环境,亟待提出一套适用于新型移动网络的去中心化、高动态性、具有一定灾备恢复能力且能应对各种新型移动网络应用场景的存储方案。本文研究新型移动网络中存储模块的设计与实现,主要目的是为新型移动网络应用场景下不同类型的数据提供一套可靠的新型移动网络去中心化存储方案,来合理利用整个网络中的存储资源为上层应用提供可靠、功能丰富的存储服务。本文首先针对新型移动网络无计算中心、所有网络计算设备之间为对等关系等特点设计存储方案,支持网络节点动态加入、退出,并根据任务数据、感知数据、业务数据等不同类型数据在末端环境中不同的存储与访问需求针对性地提出了不同的数据存储方案。(1)任务数据为关系型持久数据,采用一致性算法,通过心跳机制触发簇首节点选举,然后经由簇首节点发起日志复制完成簇内数据同步。(2)感知数据为关系型动态数据,采用数据库集群策略,通过识别状态更改,追踪数据内容,实现感知数据在资源簇中的自动同步,节点宕机后,数据不会丢失。(3)业务数据为文件数据,根据安全性与可靠性要求的不同提出了基于对象的三种不同的存储方案,提高了方案灵活性。其中,对存储可靠性要求高,可选用三冗余备份方案;文件较大不易储存,且要求一定的可靠性,可选用二等分二冗余备份方案;对文件安全性要求高,可选用纠删码存储方案。针对三种不同数据类型的存储方案合在一起就是一套较为完整的存储方案。本文关注的方案的安全性主要是数据的可靠安全方面,论文通过冗余备份等手段提高了方案的可靠性。其次,在方案设计的基础上,设计了存储服务接口,并完成了不同存储方案的详细设计与实现。最后搭建了一个新型移动网络验证环境,在此环境下进行测试分析。测试结果表明,本文提出的方案能满足末端环境下任务数据、感知数据、业务数据在多场景下的存储需求。
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