聂世强,伍卫国,崔金华,薛尚山,刘钊华

(西安交通大学电子与信息工程学院,710049,西安)

对象存储系统由于可扩展和易管理等特点,已经发展成为主流存储系统架构。常见的对象存储系统有Red Hat公司的Ceph存储系统[1]、Facebook的Cassandra存储系统[2]等。对象存储系统中对象是读写的基本单位。客户端调用对象分布算法将对象分布到对象存储设备(OSD)。高效简洁的对象分布算法可以均衡I/O负载、自适应系统的变化、提高数据可靠性[3]。

对象分布算法是对象存储系统的核心组件,针对对象分布问题已有很多研究。为了解决对象分布的均匀性问题，提出一致性哈希算法[4]、层次化一致性哈希算法[5]、双模对象分布算法[6]、Crush算法[7]、分层对象分布算法[8]、随机切片算法[9]等。为了提高存储I/O性能和降低数据热点问题,Xu等提出了EDP算法以保证去重存储系统中均匀读[10];Jouini等提出了适用于文档存储的副本放置算法[11];Gao等提出了根据数据的访问频率分布对象算法[12];Shen等提出了一种应用于BCube网络拓扑结构的提高数据修复速率的对象分布算法[13];Qin等提出了对象分布算法分别针对纠删码存储中降级读和写性能进行优化[14],以上提及的对象分布算法虽然各具特色,但是在对象存储系统的应用中受到诸多约束,不具有普适性。本文利用存储系统批量扩容和删除的特点,设计了弧映射双层对象分布(TMHR)算法。将同一批次的多个存储节点划分为子集群,对象分布过程中,TMHR算法首先采用可扩展的子集群哈希(SHFC)算法选择存放对象的子集群,其次采用随机置换算法在目标子集群内计算存放对象的存储节点。……