分布式集群數(shù)據(jù)的可靠性分析.pdf

1、奧巴馬政府于2012年3月29日宣布啟動(dòng)一項(xiàng)“大數(shù)據(jù)研究與開發(fā)計(jì)劃”，從此信息社會(huì)步入了大數(shù)據(jù)時(shí)代。在這個(gè)高速發(fā)展的社會(huì)，科技越來越發(fā)達(dá)，信息流通性也越來越高，人與人之間的交流變得越發(fā)密切，給生活帶來了無限方便，大數(shù)據(jù)則是這個(gè)高科技時(shí)代的產(chǎn)物。與此同時(shí)，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)的安全可靠性則變得尤為重要，大數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)量是非常巨大的，而這巨大的數(shù)據(jù)庫(kù)是由結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)組成，這就使得傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)很難對(duì)大數(shù)據(jù)的的數(shù)據(jù)量進(jìn)行存儲(chǔ)、管理和處

2、理。將數(shù)據(jù)分散存儲(chǔ)在多個(gè)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，可提高故障發(fā)生時(shí)的數(shù)據(jù)安全性。本研究著重對(duì)分布式集群數(shù)據(jù)系統(tǒng)的有效性、可靠性、應(yīng)用性進(jìn)行透徹分析。提出了三取二冗余結(jié)構(gòu)半馬爾可夫過程模型，假設(shè)分布式集群數(shù)據(jù)系統(tǒng)中的單個(gè)儲(chǔ)存記憶的最大工作時(shí)限服從指數(shù)分布，單個(gè)儲(chǔ)存記憶的修復(fù)時(shí)間服從廣義任意分布，通過計(jì)算最終求得模型的解，得到分布式集群數(shù)據(jù)系統(tǒng)有效性和可靠性的重要指標(biāo)。
　　研究中首先提出分布式集群數(shù)據(jù)系統(tǒng)在生活中的重要作用及分析的意義所在，其次論

3、述分布式集群數(shù)據(jù)系統(tǒng)運(yùn)用三取二冗余結(jié)構(gòu)半馬爾可夫過程模型的可行性，在該分布式集群數(shù)據(jù)系統(tǒng)模型中，只要有一半以上存儲(chǔ)路徑正常工作，該系統(tǒng)就能正常工作。因此，該數(shù)據(jù)系統(tǒng)可靠度的模型為(N，N/2+1)并聯(lián)結(jié)構(gòu)，即在由這N個(gè)存儲(chǔ)路徑構(gòu)成的冗余系統(tǒng)中，當(dāng)有N/2+1個(gè)或N/2+1以上個(gè)存儲(chǔ)路徑正常工作時(shí)，系統(tǒng)就可以正常工作。對(duì)于由3個(gè)相同且相互獨(dú)立的存儲(chǔ)路徑單元構(gòu)成的TMR結(jié)構(gòu)的多儲(chǔ)存記憶融合系統(tǒng)，單個(gè)存儲(chǔ)路徑的失效率可視為常數(shù)。當(dāng)3個(gè)路徑同時(shí)

4、工作時(shí)，單個(gè)儲(chǔ)存器的失效率為λ=1.0×10-4h，修復(fù)時(shí)間服從任意分布，其分布密度函數(shù)為g(t)=a2t exp(-at)，a=0.5，最后運(yùn)用數(shù)學(xué)分析法對(duì)分布式集群數(shù)據(jù)系統(tǒng)的有效性、可靠性進(jìn)行詳細(xì)分解，得出系統(tǒng)平均無故障時(shí)間為:tMTBF=∞∫0 R(t)dt=lims→0 R(s)=5-3g(2λ)/6λ[1-g(2λ)]
　　最后，對(duì)模型三取二冗余結(jié)構(gòu)分布式集群數(shù)據(jù)系統(tǒng)與無冗余的單數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行可靠性計(jì)算對(duì)比，得出，單個(gè)儲(chǔ)存