基于數(shù)據(jù)復(fù)制的低能耗集群存儲(chǔ)系統(tǒng).pdf

1、呈指數(shù)級(jí)增漲的海量數(shù)據(jù)對(duì)傳統(tǒng)的存儲(chǔ)系統(tǒng)(如,直接聯(lián)網(wǎng)存儲(chǔ),附網(wǎng)存儲(chǔ),存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)等)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)?；谏逃没M件的集群存儲(chǔ),由于其高可擴(kuò)展性,正成為應(yīng)對(duì)大數(shù)據(jù)的下一代存儲(chǔ)系統(tǒng)體系架構(gòu)。為了保證數(shù)據(jù)的高可用性,集群存儲(chǔ)系統(tǒng)通常使用數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行冗余復(fù)制,以提高系統(tǒng)的容錯(cuò)能力和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中的負(fù)載均衡(例如,Google的GFS中就采用三個(gè)數(shù)據(jù)副本。)。然而,這種數(shù)據(jù)復(fù)制不僅耗費(fèi)大量的存儲(chǔ)資源,還會(huì)導(dǎo)致集群存儲(chǔ)系統(tǒng)能耗的增漲。

2、　　近年來,數(shù)據(jù)中心的集群存儲(chǔ)系統(tǒng)一直面臨著低利用率和高能量消耗的問題。有數(shù)據(jù)顯示每年在美國(guó)的數(shù)據(jù)中心中消耗的電能占整個(gè)美國(guó)電力的1.5％,正因?yàn)閿?shù)據(jù)中心需要這么龐大的電力供應(yīng),不禁讓人意識(shí)到能量節(jié)省的重要性。另一方面,從電能的有效利用率來看,數(shù)據(jù)中心所消耗的電能大部分時(shí)間都是給處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)的服務(wù)器提供電力支持的,也就是說,數(shù)據(jù)中心在大部分時(shí)間里都是在浪費(fèi)電能的。為了能夠更好地節(jié)省電能,減少能量和金錢的浪費(fèi),這就有必要對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)中心中的

3、能量節(jié)省做出詳細(xì)的研究,最大化地將數(shù)據(jù)中心所浪費(fèi)的能量進(jìn)行有效的節(jié)省,同時(shí)也不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的性能造成較大的影響。
　　本文提出了一種基于數(shù)據(jù)訪問行為的低能耗數(shù)據(jù)復(fù)制策略。該策略基于80/20規(guī)則(即80%的數(shù)據(jù)訪問往往發(fā)生在20%的存儲(chǔ)空間),只對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)中少量頻繁訪問的熱點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制,同時(shí)將存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)分為熱結(jié)點(diǎn)和冷結(jié)點(diǎn)。熱結(jié)點(diǎn)都處于工作狀態(tài)并存儲(chǔ)少量的熱點(diǎn)數(shù)據(jù)的復(fù)制副本,以對(duì)外提供服務(wù)并保證系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。冷結(jié)點(diǎn)則存儲(chǔ)非頻繁訪問的大