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华南理工大学学报(自然科学版) ofSouth Journal China of V01．39No．2 第39卷第2期 University Technology Science 2011 2011年2月 (Natural Edition) February 文章编号：1000-565X(2011)02．0148．05 基于副本管理的P2P存储系统可靠性分析木 王禹 赵跃龙 侯防 (华南理工大学计算机科学与工程学院，广东广州510006) 摘要：P2P存储系统中的节点具有不可靠性，因此很难预测系统的整体可用性．为此． 文中提出利用马尔可夫链模型化系统副本管理全过程的方法．通过分析该数学模型，理论 计算出系统的失效概率、经历的时间段、系统的生命周期等相关数据．最后，在分布式系统 PIanetLab平台进行了仿真实验，结果证明了理论计算的正确性． 关键词：P2P；存储系统；副本；马尔可夫链 中图分类号：TP393 1．02．025 doi：10．3969／j．issn．1000-565X．201 对等(P2P)存储系统是指存储节点以一种功能1 系统节点的失效与修复 对等的方式组成的存储网络…．由于采用对等互连 技术，P2P存储系统与传统的存储系统相比具有如 P2P存储系统包含性能相似的节点，节点能创 下优点：不依赖中央控制，系统具有高扩展性；不存 建并存储副本数据．假定节点在时长为t的时间段 在单点性能瓶颈问题；各个节点功能对等，使得整个 内失效的事件W(t)满足泊松分布”】，节点的寿命 系统在单个节点失效后仍能正常工作，即具有高容 为z，则z是随机变量，节点失效时间的分布函数为 错性【2J．但P2P系统中每个节点随时可能暂时或永 久离开系统，这使得构建P2P存储系统极富挑 l—P{W(t)=0} (1) 战性‘3f． 由假设可知。 在P2P存储系统中，复制文件副本到多个节点 P。=PI (2) 是构建可靠性存储的关键．由于多个文件副本的存 W(牡扯e巾等 在，系统能够容忍某些节点的失效，从而在不可靠的 式中：|Il为节点的失效次数．所以， 节点集合中获得某种程度的系统可靠性HJ．然而， (3) P0=PI阶)=0}_e巾警 当系统的规模扩大且需要长期可靠运行时，对系统 将式(3)代入式(1)可得 的副本管理过程进行理论分析显得尤为重要．文中 F(t)=l—e吐‘，t0． 通过对P2P存储系统的节点失效、修复过程及副本
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