[发明专利]基于用户访问量以及预测机制的动态副本文件访问方法

权利要求书

1.一种基于用户访问量以及预测机制的动态副本文件访问方法，其特征在于，包括以下步骤：

101、预先设置一个文件访问的响应时间阈值t_d，求取出在响应时间阈值t_d下存储节点所能处理的文件的最大访问量，从而求取出当前周期文件所需要的副本个数；

102、根据文件的历史访问记录，预测出文件下一周期的访问量，并根据步骤101动态求取出文件当前周期与下一周期的副本个数，并求取出文件的最佳副本个数；

103、在选取存储节点集合进行副本添加或删除时，动态地通过粒子群算法，选取最优的节点集合来放置文件副本的位置；

步骤101中求取出在响应时间阈值t_d下存储节点所能处理的文件的最大访问量包括步骤：

(1)设置响应时间阈值t_d；

(2)根据文件发送时间公式计算出节点所能处理的文件的最大访问量；

(3)根据用户访问量，求取文件的最佳副本个数；

所述步骤(2)具体为：要求访问的响应时间t_response不超过t_d，即t_response≤t_d，因此，单个存储节点上处理单个文件的访问量不得超过：t_response表示访问一个文件的响应时间；t_transfer表示文件的发送时间；s(i)表示文件i的大小；v(j)表示存储节点j的发送速度；k的最大值为：

其中，t_d表示某文件上单个访问发送时延的最大值，由用户设定；k_max表示文件在节点上的最大访问量；

假设某文件在存储系统上包含原文件本身在内及副本的个数为N_current，则为了满足每个访问的发送时延不超过t_d，则文件的最大访问量应为：

A_max＝N_current×k_max

其中，N_current表示一文件在存储系统中的副本个数；A_max表示一文件在存储系统中的最大访问量。

2.根据权利要求1所述的基于用户访问量以及预测机制的动态副本文件访问方法，其特征在于，所述步骤102根据文件的历史访问记录，预测出文件下一周期的访问量采用指数平滑模型预测公式其中，α表示平滑系数；A(t)表示的是第t个周期文件的实际访问量；表示的是第t个周期文件的预测访问量，若当前访问量使得文件需要增加副本数，而由预测得到的下一个周期的访问量使得文件需要删除副本数时，则将不会为文件创建副本，此时文件的最佳副本数仍保持不变；若当前的与下一个周期的访问量同时使得文件增加或者删除副本数，则取当前的与下一个周期的副本数的平均值作为最佳副本数。

3.根据权利要求1所述的基于用户访问量以及预测机制的动态副本文件访问方法，其特征在于，所述步骤103通过多目标优化策略选取节点集，包括实现系统的可靠性以及系统负载均衡的双目标优化。

4.根据权利要求3所述的基于用户访问量以及预测机制的动态副本文件访问方法，其特征在于，衡量实现系统的可靠性为：

其中，S_R表示系统的可靠性；R(i)表示文件i的可用性；φ(i,j)表示文件i是否在节点j上，1表示存在，0则表示不存在；p_j表示节点j的失效率；

衡量系统负载是否均衡可使用负载变化幅度即标准差S_L来描述：

其中，m表示存储节点的个数；S_L系统负载变化幅度的标准差值；表示系统中负载的平均值；A(i,j)表示文件i在节点j上的访问量。

5.根据权利要求4所述的基于用户访问量以及预测机制的动态副本文件访问方法，其特征在于，将目标函数按线性加权法得到一个优化的目标函数以及其约束条件：

其中，S表示目标函数；θ表示目标所占权重，由用户确定；C表示存储节点的最大容量。