分布式存储中针对数据修复的动态节点选择方法及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115883589A(43)申请公布日2023.03.31(21)申请号202211511048.X(22)申请日2022.11.29(71)申请人杭州电子科技大学地址310018浙江省杭州市杭州经济技术开发区白杨街道2号大街1158号(72)发明人许书尧王明阳徐欣姚英彪刘涛梁军学汪波(74)专利代理机构浙江永鼎律师事务所33233专利代理师周希良(51)Int.Cl.H04L67/1097(2022.01)H04L67/1025(2022.01)权利要求书2页说明书8页附图5页(54)发明名称分布式存储中针对数据修复的动态节点选择方法及系统(57)摘要本发明公开了分布式存储中针对数据修复的动态节点选择方法及系统，方法按如下步骤：(1)对节点的计算能力建模；(2)对节点负载变化的检测；(3)对节点计算能力的动态调整；(4)处理时延的计算；(5)传输时延的计算；(6)基于网络距离和负载均衡的节点选择。本发明提出的基于网络距离和负载均衡的节点选择方案，在存储节点计算能力异构的基础上考虑了存储节点的负载变化并动态调整节点的计算能力，其可以根据实际负载的变化选择不同的节点参与数据修复工作，实现了自适应节点选择，可以有效解决在实际存储系统中节点负载的突发情况对数据修复的影响，优化数据修复时延，合理规划节点负载。CN115883589ACN115883589A权利要求书1/2页1.分布式存储中针对数据修复的动态节点选择方法，其特征是按如下步骤：(1)对节点的计算能力建模；(2)对节点负载变化的检测；(3)对节点计算能力的动态调整；(4)处理时延的计算；(5)传输时延的计算；(6)基于网络距离和负载均衡的节点选择。2.如权利要求1所述分布式存储中针对数据修复的动态节点选择方法，其特征是步骤(1)具体如下：选取k个影响节点计算能力的因素，分别用x1，x2，x3，…，xk表示，对选取的主要因素分配不同的权重c1，c2，c3，…，ck，c1+c2+c3+…+ck＝1，影响节点计算能力较大的因素赋予较大的权重，影响节点计算能力较小的因素赋予较小的权重；对每个节点的计算能力表示为：3.如权利要求2所述分布式存储中针对数据修复的动态节点选择方法，其特征是步骤(2)具体如下：通过心跳检测机制定时向各个节点发送心跳包，获得此时刻所有节点的全局负载情况；设某一节点在当前周期的负载检测量为Pt2,在上一周期的载检测量为Pt1，考虑负载变化对节点计算能力的影响；负载相对变化表示为：4.如权利要求3所述分布式存储中针对数据修复的动态节点选择方法，其特征是步骤(3)具体如下：预设一个存储负载变化阈值Δpreset和负载变化下限值Δlower，考虑负载变化量对节点计算能力的影响；当负载相对变化Δ大于等于负载变化阈值Δpreset时，表明在这个周期内节点的负载较大，变化量超过前一周期的负载，负载的增加会影响节点本身的处理能力，此时这个节点已不适合作为供应者候选节点参与数据的修复工作；对节点的计算能力进行更新，γ为负载相对变化大于等于负载变化阈值时设定的转换系数，如下式：A‘＝A×γ当负载相对变化Δ在负载变化阈值Δpreset与负载变化下限值Δlower之间，表明在这个周期内节点的负载发生了一定量的增加，但未达到预设的负载变化临近值；对节点的计算能力进行更新，ω为Δlower≤Δ≤Δpreset时设定的转换系数，如下式：A‘＝A×(1‑Δ)×ω当负载相对变化Δ小于负载变化下限值Δlower，表明在这个周期内节点的负载量变小，这个节点有空余的计算能力；对节点的计算能力进行更新，为Δ≤Δlower时设定的转换系数，如下式：通过对负载变化量的检测，动态的调整节点的计算能力。5.如权利要求4所述分布式存储中针对数据修复的动态节点选择方法，其特征是步骤2CN115883589A权利要求书2/2页(4)具体如下：假设每个节点在修复数据所需的计算量是固定的，根据再生码的编码方式，设每个节点的存储量为α，那么节点对数据的处理时延表示为，其中，δ为转换系数，ms是毫秒。6.如权利要求5所述分布式存储中针对数据修复的动态节点选择方法，其特征是步骤(5)具体如下：传输时延用下式表示，Tij表示数据在节点ij之间的传输时延，k为信道的长度，v为传输的速率，ξ为转换系数，7.如权利要求6所述分布式存储中针对数据修复的动态节点选择方法，其特征是步骤(6)具体如下：当节点i发生故障时，首先获得供应者候选节点在当前周期的负载Pt2以及前一周期的负载Pt1，通过步骤(2)、(3)完成对供应者候选节点计算能力的更新，根据步骤(4)、(5)获得节点对数据的处理时延和传输时延；在节点选择时，选取处理数据时延及传输数据时延之和最短的节点，即修复所耗时