一种适用于集群的高可用存储模型的研究

存储系统是集群系统中重要的组成部分,数据放置策略的优劣直接影响存储系统的性能.针对现有集群数据放置策略单一、可用性不高的特点,根据文件大小,结合现有的数据放置策略提出了hybrid-declustering放置策略,建立了集群存储系统模型,并在模型的磁盘管理中引入了分组的思想,实现了数据的分布式和高可用存储,和现有模型相比,提高了集群系统存储的可用度.     

高性能计算的海量存储系统新型访问策略分析

为解决海量信息处理中实时访问的"I/O墙"问题,提高海量信息分布式存储系统的性能,提出了一种基于HPC的存储部件新型访问策略.首先分析了传统访问模型存在的问题;其次研究了存储部件直通路模式的工作机理,建立了存储系统的多层次、分布式模型,根据不同层次和映射策略实现存储空间物理地址、缓存地址、存储系统逻辑空间地址的连续映射;继而分析了直通路访问模式下的存储路径时间开销;最后在模拟环境下进行存储部件访问的性能测试,并在实际应用系统中对该策略进行验证.验证测试结果表明,该方法能够有效提高存储系统性能,满足海量信息处理的实时性需要.     

数据备份系统建设需求分析

根据各类数据中心存储系统建设需求,开展了数据备份系统设计需求分析,重点针对备份系统可靠性、安全性需求,进行了安全网络存储系统备份恢复机制、安全保密机制设计;针对数据中心大数据存储加密处理需求,开展了存储加密运算高性能和可靠性设计研究,提出了灵活可配置的存储备份加密策略,可适配具有不同加密性能或可靠性需求的应用场景,能够适配各类数据中心存储备份区域网络建设安全保密需求。     

具有马尔科夫特性的云存储改进优化算法

为了提高传统移动端云存储系统的存储效率,文中提出了一种基于马尔科夫链的安全云存储优化算法,将云系统中任意两节点的存储过程近似为马尔科夫过程,通过分阶段采用稳态马尔科夫策略对云系统中数据的安全存储进行预测,在计算各节点的存储代价的基础上采用再加密技术及优化技术,构建移动端云存储系统的安全优化模型,实现云存储的安全优化,保证移动端云存储访问。在存储过程将高级加密标准(AES)和公钥加密(RSA)加密算法结合并再次加密用于云存储的安全设计,以实现移动端云存储策略的安全性。仿真实验表明:存储优化算法能根据数据大小不同选择存储代价最小的节点,保证云系统数据的安全存储,提高了移动端云系统的存储效率,验证了基于马尔科夫链的云存储优化算法具有较高的可靠性。     

多域环境下的网络存储系统

针对OSD和SAN对构建海量存储系统的缺点,基于NASD网络存储系统构建了一个多域环境下的网络存储系统,由不同的服务器对用户进行身份认证与访问授权,改进了原系统不易大规模扩展和服务器的瓶颈缺点;给出了实现系统关键的网络存储协议,并利用CK模型对其进行了安全性分析．结果表明,新系统具有高带宽、低延时、易扩展、规模大、安全性高、低成本的特点,是一个适合海量存储的系统．     

动态部署与分块存储策略的数据恢复模型

基于分布式编码存储和多副本策略,及基于分块存储和动态恢复技术可以有效提升数据的可靠性。而采用特定策略将编码存储、分块冗余存储、动态恢复技术有机融合则可以进一步提升数据的可靠性,同时目前缺少有效的模型来度量基于这种策略的数据可靠性。本文提出了多个数据恢复模型(数据失效概率模型),模型考虑了存储节点数、节点可靠性、数据分块数、网络状态、恢复速度等因素。模拟分析显示在特定的存储策略和网络环境下,模型能有效输出数据可靠性,与传统的完全(分块)副本存储、编码存储进行了比较,模型具有更高的可靠性。分析了正常和异常网络环境,增强了模型的可用性。     

分布式存储系统的数据冗余策略

针对分布式存储系统的数据可用性问题展开了深入的研究,提出了一种支持纠删码的冗余倍数估计算法,根据数据统计特征获取单个数据块最优冗余方案;并基于该算法模型设计了一种适用于分布式存储系统的数据冗余策略,旨在消耗最小的存储开销获得最优的数据可用性.在实现该数据冗余策略的过程中,为了优化理论算法模型的工程可行性,提出了基于采样计算中间经验参数的方法,有效地利用目标存储数据的统计特征降低算法的计算复杂度.仿真实验验证了这种数据冗余策略的可行性和有效性.     

基于插件模式的私有云存储系统的存储池设计

为满足私有云存储系统中采用不同底层存储介质的需求,提出了一种基于插件模式的私有云存储系统的存储池设计.在数据存储层与数据管理层之间建立统一存储层,包含各类插件并基于适配插件提供的动态性能参数,由统一存储层管理器制定存储策略和IO策略,以平衡存储节点流量,提高存储池的整体性能.实验结果表明,该设计可以提高企业存储资源利用率,提升异构存储横向扩展能力,有效降低私有云存储服务的整体运营成本.     

敏感数据自主可控的云存储平台元数据管理

针对传统云存储平台的敏感数据的安全问题,将元数据管理分成客户端元数据管理与云端元数据管理两部分,元数据子服务器自主提取、维护、读写和存储敏感信息的元数据,在映射关系方面采用基于文件与数据块之间冗余随机映射算法提高文件存储的安全性,同时采用按需询问同步策略保障元数据子服务器与云端元数据服务器之间的数据块到数据存储中心映射关系的一致性,确保整个存储系统的稳定性与可靠性.在多用户并发访问下,对不同规模数据集的读、写性能的实验测试表明,该存储系统在自主管理敏感信息元数据的前提下,与HDFS、GFS相比仍具有较好读写性能和稳定的数据持久化能力.     

高校数字图书馆海量信息存储系统架构研究

高校数字图书馆改变了传统图书馆的存在和服务方式,结合校园网络平台,实现用户对图书馆文献检索和数据共享网络化和图书馆办公自动化。本文结合主流的海量信息存储技术DAS （直接附加存储）、NAS （网络附加存储）、SAN （存储区域网络）和云存储,设计数据资源分级分布存储的高校数字图书馆网络信息存储系统架构。满足了数字图书馆存储系统的高容量、易扩容和数据资源安全可靠性等方面需求。     

General reliability model of the non-MDS coded storage system

An open problem is how different configurations influence the reliability of a storage system using non-maximum distance separable codes as redundancy strategy.This paper proposes a repairable probability algorithm for solving data objects with non-maximum distance separable code encoding by considering the construction matrix of non-maximum distance separable codes.This algorithm exhaustively loses all possible combinations of several blocks and judges whether the matrix corresponding to each combination is reversible for calculating the probability of recoverability.We propose an analytical model based on the Markov chain to quantify the reliability of the non-maximum distance separable coded storage system.This model could quantify the impact of a series of design factors on the reliability of the storage system,such as the effect of non-maximum distance separable code configuration,the capacity of the storage system,the capacity of the object-based storage device nodes,the repair bandwidth,the mean time to data loss of the object-based storage device nodes and so on.Finally,the numerical analytical method is used to verify the correctness of the model and the influence of different factors on the reliability of the storage system.Our model enables system practitioners to decide the appropriate configuration based on their reliability requirements.     

层次分析法在继电保护系统可靠性研究中的应用

针对电力系统可靠性研究工作主要集中于一次设备,而二次系统可靠性研究相对较少的现状,提出了一种定量计算继电保护系统静态可靠性的方法.首先根据继电保护系统的物理结构特点抽象出其网络模型;然后,分别计算节点和支路的可靠性;最后,根据系统的网络拓扑结构计算得到整个系统正常工作的概率.将算例结果与实际运行统计数据进行对比,验证了该方法的合理性.     

无人值守传感器网络的高性能分布式存储算法

为解决无人值守传感器网络的数据存储可靠性问题,提出了一种具有低通信成本和低访问成本的分布式存储算法．算法采用步数为cn的并行定向随机游走机制,将网络中的k个源数据包按照一定的接收概率分散存储到网络中所有的n个节点,在每个节点形成一个存储数据包．理论分析和实验结果表明,基于该算法的存储过程完成之后,即使有部分传感器节点损坏,Sink节点只要随机收集到k+ε,ε大于等于11个存储数据包,就能成功地计算出原来的k个源数据包．与具有代表性的基于LT码的算法相比,文中算法将存储每个源数据包的通信次数从约3nlnn降至约3n;将读取源数据包的节点访问次数从大于k+100降至约k+11．     

一种新的3容错扩展RAID码

随着存储系统规模的扩大,如何提高存储系统可靠性成为一个必须解决的问题. 目前的双容错独立冗余磁盘阵列(RAID)码已经无法满足存储系统可靠性要求. 在双容错行对角奇偶校验(RDP)码的基础上,提出了一种编码冗余率和纠错能力达到编码最优的新的扩展RDP-RAID码,可以允许任意3磁盘同时故障,并给出了一种基于二元矩阵变换的简单和直观的译码算法. 与STAT码和EEOD码相比,扩展RDP-RAID码的编译码复杂度、更新复杂度、存储效率的综合性能可达到最优,存储可靠性高.     

两层无线传感器网络中隐私保护的范围查询

两层无线传感器网络中存储节点负责存储传感节点的数据和处理Sink节点的查询请求.然而,由于存储节点的重要性,使得存储节点成为攻击者攻击的目标,特别是存储节点被攻击者捕获后,攻击者能够获取隐秘的传感数据、伪造传感数据和丢弃部分查询结果等.因此,提出了一种安全的范围查询方案,保证了数据的机密性和真实性,并利用签名融合技术,极大地降低了通信量,且具有较高的完整性检测概率.在此基础上,提出了一种检测率更高的范围查询方案.理论分析和实验结果显示,所提出的方案具有较高的检测率和较低的通信量.     

基于神经网络的结构抗震可靠度预测及优化

针对结构抗震可靠度分析中存在影响因素复杂、统计资料缺乏、概率模型合理选取困难、计算繁杂等问题,利用遗传算法的全局空间寻优功能和BP网络映射能力强的优点,提出了预测结构抗震可靠度的进化神经网络模型,并利用BP网络进行对比研究.实例分析表明,利用进化神经网络预测结构抗震可靠度,可克服BP网络输入层节点数、隐含层数和隐含层节点数确定的盲目性,适应性更强,精度更高.     

非均匀故障保护的分组修复码构造

考虑到实际分布式存储系统中存在热度不同的文件,构造了一种基于非均匀故障保护的分组修复码（GRC-NFP）,可对热文件和高故障概率节点提供更高等级保护,并降低多故障节点修复的磁盘读取开销.在文件冷热分组后,用所存目标节点故障概率表征数据块故障概率,并排序,存入长度依次递增的多个数据分组,并生成组编码块.性能分析和实际系统部署结果表明,与里德-所罗门码和分组修复码相比,GRC-NFP可在存储开销较小的条件下拥有较高的容错能力和较低的修复局部性,并且使热文件能够受到更有效地保护.系统部署下较少的编码和故障修复时间进一步证明了GRC-NFP的可行性.     

离散时间单重休假温储备系统的可靠性分析

在时间参数为离散的假设下,研究单重休假两同型部件的温储备系统,在部件工作寿命、储备寿命服从几何分布,修理时间和修理工休假时间服从一般离散型概率分布时,利用离散向量Markov过程方法,建立系统状态转移的差分模型。采用控制工程中常用的Z变换对模型进行处理,从而得到系统的稳态可用度、可靠度、等待维修概率、首次故障前平均时间...     

信任实体与ABE密码体制相结合的云存储加密模型

为了实现云存储加密数据快速检索及确保数据存储和传送的安全,提出了一种云计算环境下基于信任实体与ABE密钥体制相结合的云存储加密模型.在分析现有云存储加密技术面临问题的基础上,将ABE密钥体制中非对称公私密钥对模型,结合介于数据提供者、云服务器和云用户三者都信任的第三方机构来实现云存储加密设计,给出了云中数据在存储和传送中的访问控制流程.该模型对云存储密钥由谁控制、在哪儿管理进行了重新界定,保证了云存储环境下数据的安全性和可靠性,并且具有较好的灵活性.