16、基于响应时间的云存储系统副本管理策略RTRM

基于响应时间的云存储系统副本管理策略RTRM

1. 引言

数据复制在存储系统中已被广泛应用，副本管理也因此成为热门研究话题。随着存储环境的动态变化，动态副本管理更受研究者关注。副本管理包含副本创建、选择和放置。

现有的动态副本管理策略大多基于用户访问频率为热门数据创建新副本，且副本创建通常在每个时间间隔结束时进行。但根据时间局部性和空间局部性，尤其是用户访问模式，用户访问在时间间隔内分布不均。一个文件在时间间隔内可能有许多并发请求，这会大幅增加单个请求的服务响应时间。因此需要解决两个问题：一是何时为热门数据创建副本以降低平均服务响应时间；二是多少个副本能满足单个请求的响应时间要求。

本文聚焦单个请求的响应时间，提出了基于响应时间的副本管理策略RTRM，它包含三个算法：副本创建、副本选择和副本放置。为评估RTRM的性能，我们在OptorSim中运行该策略，结果表明它在网络利用率和服务响应时间方面优于OptorSim中的五种内置副本管理策略。

2. 相关工作

副本管理已得到广泛研究，但许多现有策略存在不足：
- 一些策略如Sun等人提出的基于内存缓存的副本策略、Hou等人提出的根据文件访问频率创建副本的DynRM机制、Chang等人通过设置访问权重选择热门文件的策略，都未考虑单个请求的响应时间，导致许多请求需长时间等待。
- Rahman等人提出的使用p - 中位数模型的副本放置算法，难以确定合适的p值。
- 模型驱动的副本策略可能因节点只能利用部分信息而创建过多副本，产生过高开销。
- Li等人提出的DSRL副本定位方法在网络动态变化时会创建过多副本。

3. RTRM的设计 <