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第1章 绪论1

1.1 研究背景和意义1

1.2 云计算及云存储5

1.2.1 云计算概述5

1.2.2 云存储概述9

1.3 研究现状12

1.3.1 云计算的研究现状12

1.3.2 云存储的研究现状13

1.3.3 云数据存储负载均衡的研究现状15

1.3.4 云资源调度负载均衡的研究现状17

1.4 主要研究内容18

第2章 负载均衡技术21

2.1 负载均衡概述21

2.2 负载均衡的意义22

2.3 负载均衡算法的分类23

2.3.1 动态负载均衡算法和静态负载均衡算法23

2.3.2 集中式负载均衡算法和分布式负载均衡算法25

2.3.3 预测法和实测法26

2.3.4 接收者和发送者启动策略26

2.3.5 其他分类27

2.4 常用的负载均衡算法28

2.4.1 轮询算法28

2.4.2 加权算法29

2.4.3 加权轮询均衡算法29

2.4.4 最少连接数与加权最少连接数算法30

2.4.5 最低缺失算法31

2.4.6 最快响应算法31

2.4.7 随机法31

2.5 负载均衡算法的评价32

2.6 负载的度量33

2.7 本章小结35

第3章 云计算及云存储36

3.1 云计算36

3.1.1 云计算概述36

3.1.2 云计算的技术特点40

3.1.3 云计算关键技术41

3.1.4 云计算的优势及不足43

3.1.5 现有开源云计算平台介绍46

3.2 云存储50

3.2.1 云存储概述50

3.2.2 国外云存储的研究进展52

3.2.3 国内产业界云存储方案54

3.2.4 云存储的研究热点55

3.3 GFS57

3.3.1 系统架构57

3.3.2 工作流程59

3.3.3 容错60

3.4 HDFS61

3.4.1 HDFS架构61

3.4.2 数据访问方式62

3.4.3 副本63

3.4.4 文件的删除和恢复66

3.4.5 读写文件的过程67

3.5 云存储中的副本技术70

3.5.1 副本技术概述70

3.5.2 GFS及H DFS中的副本技术73

3.6 本章小结75

第4章 资源调度负载均衡策略——基于虚拟机迁移的策略76

4.1 引言77

4.2 研究现状79

4.3 虚拟机动态迁移的相关技术80

4.3.1 虚拟机动态迁移机制80

4.3.2 虚拟机动态迁移过程84

4.3.3 两种动态迁移方法86

4.4 基于虚拟机迁移策略的相关定义89

4.5 基于虚拟机迁移的资源调度负载均衡策略的详细描述92

4.5.1 负载均衡策略的架构92

4.5.2 采集模块的功能93

4.5.3 监测模块的功能94

4.5.4 预测模块的功能97

4.5.5 源机选择模块的功能99

4.5.6 目标机选择模块的功能103

4.6 实验分析105

4.6.1 实验环境配置105

4.6.2 预测模块的实验分析106

4.6.3 源机选择模块的实验分析109

4.6.4 目标机选择模块的实验分析114

4.7 本章小结118

第5章 数据存储负载均衡策略——基于动态副本技术120

5.1 引言121

5.1.1 副本数量122

5.1.2 副本创建122

5.1.3 副本删除123

5.1.4 副本一致性123

5.2 研究现状123

5.3 基于文件热度的动态副本策略的原理125

5.3.1 文件热度的定义125

5.3.2 副本的选择及副本个数的确定126

5.3.3 副本位置的确定129

5.3.4 副本删除的策略131

5.4 基于文件热度的动态副本策略的算法描述133

5.4.1 增加副本的算法描述133

5.4.2 删除副本的算法描述134

5.5 实验分析135

5.5.1 副本个数137

5.5.2 文件的读取时间138

5.5.3 增加副本后节点的文件访问量的标准差140

5.5.4 节点的存储空间141

5.5.5 删除副本后的文件访问时间143

5.6 本章小结144

第6章 数据存储负载均衡策略——多目标优化的模型146

6.1 引言147

6.2 研究现状149

6.3 多目标优化的云存储负载均衡模型的建立思想151

6.3.1 评价指标的选取151

6.3.2 负载值的计算152

6.3.3 相关定义153

6.4 多目标优化的云存储负载均衡模型的算法描述156

6.5 实验分析158

6.6 本章小结164

第7章 数据存储负载均衡策略——Hadoop的超负载机架优化策略165

7.1 研究现状166

7.2 Hadoop数据存储负载均衡的原理167

7.2.1 Balancer程序167

7.2.2 Hadoop数据存储负载均衡算法的详细描述168

7.2.3 负载迁移时块移动的规则171

7.3 超负载机架优先处理的策略171

7.3.1 Hadoop数据存储负载均衡算法的问题描述171

7.3.2 相关定义172

7.3.3 超负载机架优先处理策略的主要思想174

7.3.4 超负载机架优先处理策略的算法描述176

7.4 实验分析178

7.5 本章小结181

第8章 数据存储负载均衡策略——Hadoop的队列排序优化策略183

8.1 Hadoop的Balancer负载均衡算法的思想及问题183

8.2 队列排序的优化策略184

8.2.1 相关定义184

8.2.2 队列排序优化策略的主要思想184

8.2.3 队列排序优化策略的算法描述185

8.3 实验分析186

8.4 本章小结189

第9章 总结与展望191

9.1 总结191

9.2 进一步工作195

参考文献197