云存儲系統Master節點故障動態切換算法

馬瑋駿，王 強，何曉暉，馮 徑，馬 強

(解放軍理工大學，江蘇 南京 211101)

云存儲系統Master節點故障動態切換算法

馬瑋駿，王 強，何曉暉，馮 徑，馬 強

(解放軍理工大學，江蘇 南京 211101)

為了解決大規模云存儲系統中Master節點發生故障導致存儲服務不可用的問題，建立了面向云存儲系統管理節點發生故障時的故障影響分析模型。該模型以存儲服務可用性、數據可靠性和數據可用性為分析目標，通過故障狀態、管理節點實時狀態以及管理節點故障的限制條件三個維度對故障影響進行分析，為恢復故障提供了有效的方法依據。同時，基于故障影響分析模型，提出了一種基于消息的Master節點故障動態切換算法—DSA-M。該算法通過基于序號的優先級策略實現了Master節點動態申請和切換，保證了云存儲服務的高可用性。測試結果表明，DSA-M算法能夠在Master節點發生故障時自動進行Master節點的切換和接管，恢復云存儲服務的運行；通過控制故障檢測周期，能夠使得DSA-M算法的性能保持在相對穩定的區間內，隨失效時刻的適應性也比較強。

云存儲系統；Master節點；故障檢測；元數據；動態切換

1 概 述

大規模云存儲系統(Huge Cloud Storage System，HCSS)憑借規模大、覆蓋范圍廣、訪問量大、存儲數據量大等特點，逐步成為業界的研究熱點[1]，而如何保證云存儲系統的高可靠性、高可用性以及故障恢復問題一直是HCSS的重要研究方向。HCSS一般由一個Master節點，多個元數據管理節點和若干個存儲節點構成，其中Master節點主要負責收集、檢測各個元數據管理節點的工作信息，掌握云存儲系統的全局運行狀態。……