11、P2P存储系统中不同放置策略的数据生命周期分析

P2P存储系统中不同放置策略的数据生命周期分析

1. 引言与系统描述

P2P存储系统的核心概念是在对等节点间分发冗余数据，以低成本实现高可靠性和容错性。可通过纠删码（如Reed Solomon）添加冗余数据，将原始用户数据切割成块，再分成s个初始片段，编码方案会生成s + r个片段，能容忍r个故障，即从s + r个编码片段中的任意s个就能恢复原始块。这些片段会根据放置策略放置在网络的s + r个不同对等节点上。

本文将介绍计算三种不同放置策略的平均数据丢失时间（Mean Time to Data Loss，MTTDL）的分析方法。

• 对等节点故障 ：假设对等节点几乎一直连接到系统中，对等节点故障代表磁盘崩溃或节点永久离开系统，此时节点磁盘上的所有数据都会丢失。对等节点根据无记忆过程独立发生故障，给定节点在给定时间步发生故障的概率为α。
• 重建策略 ：为确保长期持久存储，系统需持续监控每个块的片段数量，并在网络中维持最少数量的冗余片段。本文研究的是一旦有片段丢失就立即开始重建的策略，即急切重建策略。块在一个时间步内完成重建，重建后再生的缺失片段会分散到不同对等节点，每个时间步后系统都会完全重建。

2. 放置策略

片段放置对系统性能有重大影响，本文研究三种放置s + r个片段的策略：
|策略名称|描述|优点|
| ---- | ---- | ---- |
|全局策略（Global Policy）|片段被随机均匀地发送到所有N个对等节点中选择的节点|能更均匀地在对等节点间分配负载，实现更快的