【摘 要】
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为了提高分布式环境下的存储和网络带宽的性能,将纠删码与一致性算法相结合是一个发展的趋势,例如RS-Paxos和CRaft。在2F+1个节点构成的网络中,RS-Paxos和CRaft无法兼顾满足容忍F个节点的活性与系统性能的提高,即在出现F个节点故障时,系统要么无法继续运行,要么切换为原先的全副本复制。如何有效的将纠删码结合一致性算法,并保证系统的高性能和高可用性是本文研究的主要内容。本文基于平衡区
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为了提高分布式环境下的存储和网络带宽的性能,将纠删码与一致性算法相结合是一个发展的趋势,例如RS-Paxos和CRaft。在2F+1个节点构成的网络中,RS-Paxos和CRaft无法兼顾满足容忍F个节点的活性与系统性能的提高,即在出现F个节点故障时,系统要么无法继续运行,要么切换为原先的全副本复制。如何有效的将纠删码结合一致性算法,并保证系统的高性能和高可用性是本文研究的主要内容。本文基于平衡区组设计设计了排布纠删编码包的一致性算法BBD-Raft。根据平衡区组设计和纠删编码的参数设计了不同的分布矩阵,然后通过心跳获取系统中实时健康运行的节点,最后根据分布矩阵将不同数量的编码包组合并分发给不同的节点,以达到整个系统中总是能够存储足够恢复完整数据的要求。实验证明,BBD-Raft算法能够检测到系统中节点的可用状态,并根据其数量分发数据包,在保证F个节点故障的同时,具有优于CRaft的系统性能。在BBD-Raft的基础上,本文设计实现了一个高可用的键值存储服务。该系统基于日志存储客户端的请求指令,将数据保存在不同的节点中,通过编码的方式降低各节点存储的数据量。本文详细描述了其设计过程和算法实现,以及基于badger数据库的数据持久化。最后通过构建一个虚拟的集群,使用生成的测试用例控制运行节点的个数,并向系统注入读写操作,验证系统了的正确性和高可用性。
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