分布式缓存系统动态扩展策略的研究

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1、学校代码１０６０８学号２０１３０８１２０巧９８分类号ＴＰ３０１密级公开ＧｕａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓＨｙｆｏｒＮａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ硕去学侄冷文分布式缓存系统动态扩展巧巧的研巧研究生姓名：裴沛导师姓名职热：黃勇教授学科专业：计算机应用技术所届学院：信息科学与工程学院年级：２０１３级论文完成时间：２０１６年６月论文独创性声明、丄換１’独，本人郑显声明：所提交的学位论文是本人巧导师的指导巧完成的。除文中己经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或巧他机拘已经发衷或撰

2、写过的研究成梁，也没有飄窃、抄袭等违反学术遣德规范，均己在文中Ｗ明的侵权巧为。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体引起的法俸责任。确方式标明。本人愿葱承祖山本声明而。ｌＵ期；各。柄究生签名：之Ｍ年Ｍ‘论文使用授权声明留。学校有本人完全了解广西民族大学巧关保、使川学位若文的规定权保留并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子文巧’、汇编学位论文。絳在保密期内的保采巧影印、缩印或其他复制手段保巧（）论文的全论文被查阅和借阅，可Ｗ公布包括刊登密论文外，允许学化部或部分内容。勺之。／八。Ａ口畑：

3、卡Ｉ？ＡＩ研兒生签名：〇１１：。年：［１期＾．円／导师签名：卖之摘要分布式缓存系统动态扩展策略的研究摘要随着互联网技术的飞速发展，网络应用的用户数量呈爆炸性增长，同时用户对应用数据交互及服务快速响应的要求也日渐增高，应用需要处理的数据已由PB级上升到EB级，经常引发特大规模的数据访问，数据库的高并发访问问题亟待解决。分布式缓存抛弃原始的关系型数据库，采用Key-Value键值对的形式来管理数据，同时配以高速内存作为存储介质，可以有效解决后台数据库和应用服务器之间的I/O瓶颈问题，大幅提高数据的访问速度。本文首先分析了当前分布

4、式缓存技术的研究现状,并对比了典型的分布式缓存产品，介绍了分布式缓存的特性、应用场景和发展历程。其次，对分布式缓存系统的动态扩展性方面展开研究，在一致性哈希算法的基础上，提出一种基于虚拟节点的双映射策略来加快动态扩展的过程。该策略通过将虚拟节点同时映射给新旧两个物理节点的方式，保证了数据请求的命中率，同时系统空间得到了扩展，性能得到提升。第三，针对分布式系统较容易出现的热点数据问题，提出一种重均衡策略来实现负载的重均衡。该策略通过改变虚拟节点在哈希环上的位置分布，缩短负载较为严重的虚拟节点在环上所占的长度，加长负载较轻的虚拟节点的长度，从

5、而使缓解系统的负载不均问题。最后，利用Memcached搭建了一个分布式缓存系统来为一个网上书店提供缓存服务。通过LoadRunner模拟用户请求对本文的两种策略进行测试分析，实验结果表明双映射策略(VDM)具有良好的动态扩展能力，可以快速地完成扩展任务，虚拟节点的位移策略(VLA)可以有效解决热点问题，均衡服务器的压力。关键词：分布式缓存；一致性哈希；虚拟节点；负载均衡；动态扩展IResearchonDynamicExtensionofDistributedCacheSystemsABSTRACTWiththerapiddevelopm

6、entofinternettechnology,thenumberofnetworkusershasincreasedsharplyandtheyhavehadhigherdemandfordatainteractionandfasterserviceresponse.ApplicationdatathatneedstobeprocessedwillbeupgradedfromPBleveltoEBlevel,andoftenhadmassiveaccesstodata,whichhasbecomeaseriousproblemthatn

7、eedstobedealtwith.ThedataindistributedcachewasmanagedbytheformofKey-Valuewithoutusingtheoriginalrelationaldatabase.DistributedcacheabandonstheoriginalrelationaldatabaseandmanagesthedatabyusingtherightformoftheKey-Valuebutton,whileitisaccompaniedbyhigh-speedmemoryasthestor

8、agemedium.ItcansolvetheI/Obottleneckproblembetweenthebackgrounddatabaseandtheapplicationserveref