基于磁盤失效預測的云硬盤數(shù)據(jù)維護調(diào)度研究.pdf

1、存儲服務作為云計算的核心業(yè)務，伴隨計算機科學技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和相關網(wǎng)絡應用技術(shù)的迅速發(fā)展，其存儲的數(shù)據(jù)對象呈現(xiàn)指數(shù)級增長。與此同時，實際生產(chǎn)環(huán)境對大規(guī)模存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可用性、可靠性提出了更高的要求。磁盤作為當今主流存儲系統(tǒng)的主要存儲介質(zhì)，成為了研究的重點。因此，如何構(gòu)造一個具有高可靠性、高可用性的磁盤存儲系統(tǒng)就成為了研究熱點。
　　目前存儲系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)失效恢復問題已經(jīng)基本可以被冗余數(shù)據(jù)恢復技術(shù)解決，但仍舊還有一些問題存在。主要表現(xiàn)

2、在以下四個方面：1）缺乏穩(wěn)定性，在數(shù)據(jù)恢復過程由于對恢復粒度的控制沒有適配具體的存儲系統(tǒng)環(huán)境，可能導致嚴重的后果。2）影響用戶訪問，在存儲系統(tǒng)中總資源如網(wǎng)絡傳輸帶寬是有限的，數(shù)據(jù)的恢復過程勢必占用系統(tǒng)資源。因此這會影響對整個存儲系統(tǒng)的訪問。3）方法策略單一，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)恢復技術(shù)采用積極恢復策略或者延遲恢復策略來對失效數(shù)據(jù)進行恢復，而且通常被單一化的使用。4）對存儲系統(tǒng)適配度低，備份恢復技術(shù)往往只從恢復數(shù)據(jù)的角度出發(fā)，而忽視了存儲系統(tǒng)對用戶

3、服務保障、負載均衡等方面的要求。
　　針對以上傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份恢復技術(shù)的不足，我們需要進一步研究存儲系統(tǒng)中數(shù)據(jù)失效恢復的核心技術(shù)。本文就是為了應對上述問題而進行研究實驗的。
　　本文的主要研究工作體現(xiàn)在以下幾個方面：
　　1.提出了磁盤失效預測模型并對比了典型算法。所有典型算法在同一平臺同一數(shù)據(jù)源上進行計算，公平、公正地對算法結(jié)果進行對比，得出一般性結(jié)論。
　　2.提出了存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)恢復調(diào)度模型和算法。以最大化存儲

4、系統(tǒng)數(shù)據(jù)可用性、最小化數(shù)據(jù)恢復影響和存儲系統(tǒng)負載均衡為目標來建立數(shù)據(jù)恢復調(diào)度模型。模型基于復制冗余策略，模擬實際云存儲系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)，構(gòu)造可用性、恢復影響和負載均衡量化表達式，最終提出最優(yōu)化數(shù)學表達式。
　　3.設計并實現(xiàn)了基于磁盤失效預測數(shù)據(jù)恢復調(diào)度系統(tǒng)。基于前述的磁盤失效預測模型，對預判失效的磁盤和失效磁盤上的數(shù)據(jù)進行遷移。不同的遷移策略對遷移順序、遷移開始時間以及遷移目地磁盤均有不同選擇依據(jù)，目地是為了達到存儲系統(tǒng)實時可靠性最