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[摘 要]利用半分布式拓扑结构来组织存储节点,优化存储节点布局。改进Chord协议使大规模离散节点动态生成的自治区域,通过分布式哈希表对节点进行高效的查询和管理。自治区域内动态选举管理节点,并实现节点自组织提高系统稳定性。
[关键词]网络存储;半分布式拓扑;Chord
中图分类号:TP 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)14-0186-01
一、系统结构设计
(一)系统拓扑结构
(二)区域划分
二、自治区域内的组织策略
(一)MN的选举策略
MN对其他SN提供数据请求,数据定位,消息传递转发等服务,是AZ内的关键节点。系统通过SN的计算能力(computing)、存储能力(storage)、信誉值(trust)、在线时间(uptime)和带宽(bandwidth)评价此SN是否可以作为AZ的MN。如果MN失效则可尽快将它的功能转移到其他节点保证AZ的正常工作。
(二)基于Chord的资源查找策略
(三)自治區域节点的动态管理
由于在AZ中SN可能会因为外部环境或者故障失效,也可能添加新的SN进入区域等原因所以AZ是动态变化的,随之而来的就是系统信息的更新,这在传统的Chord环网中是很普遍的问题,因为每次系统节点数发生变化的时候,通过SHR-1散列映射节点的标示符就要重新计算,节点数的变化频度F越大,则整个网络的延时就会加大。
为此,在Chord系统中将SN的加人和退出所引起的网络影响都集中到每个分组的内部。对于AZ内的节点的信息调整由3种情况引起:节点的加入、退出、节点状态调整。当有节点N加入的时候,N将发送加入请求给MN,MN同意后将其加入自己的AZ内,AZ内的其他节点根据N在MN上登记的性能情况将文件分配一部分数据到N上存储,这时对于外层Chord环上的分组数没有改变,因此各MN的标示符不必重新散列计算。提高了系统的响应时间。当有SN退出时在分组内将N在MN上登记的信息删除,并将分配到L的文件分散到其他的节点上面。执行加入操作时相应的索引表信息调整可以分为三个阶段:(1)初始化新结点索引表;(2)更新相关的索引表项;(3)修改其它节点信息。
三、性能测试
(一)测试目标
测试利用PeerSim模拟存储节点网络,实现结构化的半分布式的网络拓扑结构。并基于Chord协议在存储节点上实现区域划分,存储区域的自组织。通过此方法与原始的chord进行比较的,目标是在组织架构上进行改边他适应复杂变化的网络结构,能够快速响应客户的消息。
(二)性能参数分析
为测试系统的动态特性,设定的节点初始值为600,并且节点数从250一直到3000内变化。其他固定参数配置为:分配节点id位数为128,后继路由表项规模设为12,动态检测更新网络信息系统时间为lOs。通过在节点变化时MN需要查找到目标节点所需跳数衡量数据请求响应的效率。当节点的数量较小时,存储网络系统比原始Chord环的路由跳数缩短不是很多,当节点数目的增加时,它的表现明显好于原始Chord,因为即使分组间的搜索需要花费时间,但是由于系统主干环上只要找到数据存储的AZ,可以很快通过标识符定位到满足条件的响应MN,分组内的搜索的跳数要比原始Chord环上的中间搜索的跳数小很多而且更加安全。
四、结语
系统实现了存储节点基于Chord的组织划分,在半分布式的拓扑结构中针对单个自治区域实现区域内的自组织。使节点的查询效率明显提高,当系统内部变化时可做出调整,增加了系统的稳定性和良好的扩展性。但还要逐步完善,下一步可根据MN的管理机制再次提高查询效率,实现在AZ内数据分发的负载均衡和SN动态变化时的数据迁移等工作。
作者简介
罗子斌(1990.09—),男,汉族,广东湛江人,曲阜师范大学计算机科学学院网络工程专业本科生。
区肖仪(1989.06—),女,汉族,广东省广州市人,曲阜师范大学计算机科学学院计算机科学与技术专业本科生。
[关键词]网络存储;半分布式拓扑;Chord
中图分类号:TP 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)14-0186-01
一、系统结构设计
(一)系统拓扑结构
(二)区域划分
二、自治区域内的组织策略
(一)MN的选举策略
MN对其他SN提供数据请求,数据定位,消息传递转发等服务,是AZ内的关键节点。系统通过SN的计算能力(computing)、存储能力(storage)、信誉值(trust)、在线时间(uptime)和带宽(bandwidth)评价此SN是否可以作为AZ的MN。如果MN失效则可尽快将它的功能转移到其他节点保证AZ的正常工作。
(二)基于Chord的资源查找策略
(三)自治區域节点的动态管理
由于在AZ中SN可能会因为外部环境或者故障失效,也可能添加新的SN进入区域等原因所以AZ是动态变化的,随之而来的就是系统信息的更新,这在传统的Chord环网中是很普遍的问题,因为每次系统节点数发生变化的时候,通过SHR-1散列映射节点的标示符就要重新计算,节点数的变化频度F越大,则整个网络的延时就会加大。
为此,在Chord系统中将SN的加人和退出所引起的网络影响都集中到每个分组的内部。对于AZ内的节点的信息调整由3种情况引起:节点的加入、退出、节点状态调整。当有节点N加入的时候,N将发送加入请求给MN,MN同意后将其加入自己的AZ内,AZ内的其他节点根据N在MN上登记的性能情况将文件分配一部分数据到N上存储,这时对于外层Chord环上的分组数没有改变,因此各MN的标示符不必重新散列计算。提高了系统的响应时间。当有SN退出时在分组内将N在MN上登记的信息删除,并将分配到L的文件分散到其他的节点上面。执行加入操作时相应的索引表信息调整可以分为三个阶段:(1)初始化新结点索引表;(2)更新相关的索引表项;(3)修改其它节点信息。
三、性能测试
(一)测试目标
测试利用PeerSim模拟存储节点网络,实现结构化的半分布式的网络拓扑结构。并基于Chord协议在存储节点上实现区域划分,存储区域的自组织。通过此方法与原始的chord进行比较的,目标是在组织架构上进行改边他适应复杂变化的网络结构,能够快速响应客户的消息。
(二)性能参数分析
为测试系统的动态特性,设定的节点初始值为600,并且节点数从250一直到3000内变化。其他固定参数配置为:分配节点id位数为128,后继路由表项规模设为12,动态检测更新网络信息系统时间为lOs。通过在节点变化时MN需要查找到目标节点所需跳数衡量数据请求响应的效率。当节点的数量较小时,存储网络系统比原始Chord环的路由跳数缩短不是很多,当节点数目的增加时,它的表现明显好于原始Chord,因为即使分组间的搜索需要花费时间,但是由于系统主干环上只要找到数据存储的AZ,可以很快通过标识符定位到满足条件的响应MN,分组内的搜索的跳数要比原始Chord环上的中间搜索的跳数小很多而且更加安全。
四、结语
系统实现了存储节点基于Chord的组织划分,在半分布式的拓扑结构中针对单个自治区域实现区域内的自组织。使节点的查询效率明显提高,当系统内部变化时可做出调整,增加了系统的稳定性和良好的扩展性。但还要逐步完善,下一步可根据MN的管理机制再次提高查询效率,实现在AZ内数据分发的负载均衡和SN动态变化时的数据迁移等工作。
作者简介
罗子斌(1990.09—),男,汉族,广东湛江人,曲阜师范大学计算机科学学院网络工程专业本科生。
区肖仪(1989.06—),女,汉族,广东省广州市人,曲阜师范大学计算机科学学院计算机科学与技术专业本科生。