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云存储作为从云计算领域延伸和发展出来的技术,为企业和用户提供了极大的存储空间和按需定制的计算资源,其工作方式是把用户的数据转移到云存储的服务器上进行操作,这样一来用户就不需要考虑底层的硬件,为用户提供了更大的方便。与此同时,用户数据的安全性成为服务质量的重要方面,高可靠性的数据容错机制能够更好地满足用户的需求,提高系统的访问效率。
由于云存储数据节点的分散性及网络的不稳定性,节点失效的发生不可避免,近年来,已有不少学者开始研究将纠删码技术应用到云存储系统中,用来解决数据副本占用大量存储空间的问题,并且纠删码技术能够容许系统中多个节点同时失效。但是纠删码技术的加入也带来了新的问题,就是在失效节点过多或者失效频发的情况下,会占用大量的系统带宽,修复成本过高,从而影响整个系统的性能。因此,现阶段基于纠删码算法的云存储模型的研究重点是设计一个具有较低修复成本、较高容错能力且易于实现的纠删码编码方案。
本文针对云存储环境下节点失效问题,在Expyramid码的基础上做出改进,改变了它的编码方式,使其在保有较低修复成本的基础上具有更强的容错能力。另外,为该纠删码算法设置多个接口服务器,为主服务器容错的同时,在多个接口服务器中选择空闲的服务器节点完成对数据块的编码和解码操作,提高该算法的平均编译码速率,避免用户过多时对文件操作的速率过慢给系统带来的影响,提高了云存储系统的效率,同时也提高了系统的吞吐量,优化了系统性能。
本文采用云计算仿真器CloudSim对改进的算法进行实验仿真。分别对系统可靠性、节点失效后系统的修复能力、平均修复成本以及系统平均速率等方面进行了分析对比。实验结果表明,本文改进的算法能够保证拥有较低的平均修复成本,同时增强了系统的修复能力,且提高了平均编译码速率,提升了系统效率。