朱 潔

（廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院，廣州511325）

0 引 言

近年來，隨著計算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，采用大規(guī)模的云存儲系統(tǒng)進(jìn)行大數(shù)據(jù)信息管理和調(diào)度，能夠切實(shí)增強(qiáng)云存儲系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)信息調(diào)度和管理能力［1］。在大規(guī)模的云存儲信息管理系統(tǒng)中，若能通過構(gòu)建主動容錯系統(tǒng)，再將主動容錯性控制融入其中，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對主動容錯云存信息的大數(shù)據(jù)檢索和信息管理調(diào)度，還能有效提升資源管理的負(fù)載均衡調(diào)度能力［2］。

主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息負(fù)載均衡是實(shí)現(xiàn)資源有效利用和共享的一個重要手段，基于資源的負(fù)載均衡方法進(jìn)行云存儲信息管理，采用加權(quán)輪詢算法（Weighted Round Robin，WRR）、隨機(jī)放置算法等用于對云存系統(tǒng)的信息管理［3-4］，取得了較好的信息管理效果。時下，學(xué)界正在采用最小鏈接算法（Least-Connection，LC）進(jìn)行主動容錯云存儲系統(tǒng)的信息資源調(diào)度［5］，同時再結(jié)合模糊C均值方法進(jìn)行信息聚類和自適應(yīng)均衡控制，只是該種方法在進(jìn)行主動云存系統(tǒng)的信息調(diào)度和管理中卻存在計算開銷較大的問題?；诖?，本文則有針對性提出一種基于云存儲信息傳感融合的主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息自適應(yīng)調(diào)度算法。通過構(gòu)建云存儲系統(tǒng)資源信息語義本體模型來進(jìn)行云存儲信息傳感融合識別，從而設(shè)計實(shí)現(xiàn)了對云存儲系統(tǒng)的信息管理和調(diào)度。最后進(jìn)行仿真測試，展示了本文方法在提高主動容錯云存儲系統(tǒng)的信息自適應(yīng)管理調(diào)度能力方面的優(yōu)越性。

1 主動容錯云存儲系統(tǒng)的信息存儲結(jié)構(gòu)和預(yù)處理

1.1 主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息分布存儲設(shè)計

首先構(gòu)建主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息傳感分布存儲模型，實(shí)現(xiàn)云資源的存儲、服務(wù)和信息負(fù)載均衡調(diào)度［6］。整個云存儲系統(tǒng)的信息管理和調(diào)度控制模型用一個連通的傳感分布圖G＝（V，E）表示，其中V為傳感分布中所有節(jié)點(diǎn)集合，v0表示Sink節(jié)點(diǎn)，云存儲系統(tǒng)的信息管理和調(diào)度模型中，設(shè)A?V，B?V且A∩B＝φ，并且每個主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息傳輸調(diào)度集Si（i＝1，2，…，L） 滿足，其中k＝1，2，…，L，在第k個時間片內(nèi)將云存儲信息聚集到云存儲系統(tǒng)的信息管理中心中，假設(shè)V＝[v1，v2，….，vn]表示任務(wù)調(diào)度向量，對云存儲系統(tǒng)來說，信息自適應(yīng)調(diào)度集的最大可行的資源匯集流應(yīng)分別滿足：＝ci+1，i和：＝di＇，i。 顯然此假設(shè)ci，i-1≤ min｛ci+1，i，di＇，i｝。大型云存儲信息庫的資源信息特征為：

在主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息傳感分布存儲過程中，按照Logistic模式選擇路徑，則swh可以表示為：

尋找一個云存儲信息聚集調(diào)度集｛S1，S2，…，SL｝， 使得云存儲信息TS（u）＝max（TS（v）+1，TS（u））最小，此時，定義云存儲系統(tǒng)的信息管理和調(diào)度節(jié)點(diǎn)對應(yīng)的時延響應(yīng)系統(tǒng)表達(dá)式為：

由此構(gòu)建數(shù)據(jù)信息流模型，主動容錯云存儲系統(tǒng)信息時間序列 ｛x（t0+iΔt）｝，i＝0，1，…，N-1，其相空間重構(gòu)軌跡為：

其中，K＝N-（m-1）τ，表示主動容錯云存儲系統(tǒng)信息時間序列的正交特征向量；τ為對主動容錯云存儲系統(tǒng)信息采樣的時間延遲；m為在相空間中的嵌入維數(shù)；si＝（xi，xi+τ，…，xi+（m-1）τ）T為一組標(biāo)量采樣序列［7］。

1.2 特征重構(gòu)和資源信息流集成調(diào)度

提取主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息流的關(guān)聯(lián)規(guī)則特征，采用灰色模型對主動容錯云存儲系統(tǒng)信息進(jìn)行自適應(yīng)管理調(diào)度，假設(shè)主動容錯云存儲系統(tǒng)信息歷史數(shù)據(jù)表示為{xi}， 結(jié)合相關(guān)規(guī)則重構(gòu)，得到輸出數(shù)據(jù)規(guī)則集x（k），把研究的主動容錯云存儲系統(tǒng)信息序列{xn}以如下向量在相空間中形成新的陣列流形矢量：

在主動容錯云存儲系統(tǒng)中，令R為大云存儲信息中包含有四元組 (Ei，Ej，d，t)的信任關(guān)系，構(gòu)建云存儲系統(tǒng)資源信息語義本體模型，計算信息自適應(yīng)調(diào)度的自適應(yīng)加權(quán)系數(shù)，進(jìn)行分類屬性權(quán)重評估［8］，給定大型云存儲信息任務(wù)有效率函數(shù)E（i，j）：

對于軌跡A上的任意一點(diǎn)ai，得到云存儲系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)規(guī)則向量A，B之間的空間有向距離為：

云存儲系統(tǒng)的信息管理和調(diào)度近似算法產(chǎn)生的信息采集時延為：

根據(jù)上述分析，提取云存儲系統(tǒng)中信息流的關(guān)聯(lián)規(guī)則特征，結(jié)合特征空間重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)信息自適應(yīng)管理調(diào)度優(yōu)化［9］。

2 信息管理調(diào)度模型優(yōu)化

在進(jìn)行主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息傳感分布存儲設(shè)計，提取主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息流的關(guān)聯(lián)規(guī)則特征的基礎(chǔ)上，進(jìn)行主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息自適應(yīng)調(diào)度，本文提出一種基于云存儲信息傳感融合的主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息自適應(yīng)調(diào)度算法。假設(shè)云存儲系統(tǒng)的信息管理和調(diào)度傳感分布節(jié)點(diǎn)中，所有的節(jié)點(diǎn)符合多維的正態(tài)分布概率，得到：

找到上式的最小值，在主動容錯云存儲系統(tǒng)中［10］，求得信息自適應(yīng)調(diào)度的網(wǎng)格間距離和時間特征，關(guān)聯(lián)規(guī)則特征估計為：

其中，l個特征值λ1，λ2，…，λl和特征向量矩陣Y＝［y1，y2，…，yl］，假設(shè)云存儲信息 {xn}Nn＝1 以如下矢量控制形式在傳感分布空間中形成新的映射：

其中，x為負(fù)載采樣點(diǎn)時間序列，信息自適應(yīng)調(diào)度運(yùn)行的一個時間跨度記為：

云存儲信息資源綜合負(fù)載為：

其中，w為權(quán)重；C為加權(quán)約束均衡比；D為云存儲信息超負(fù)荷時間；M為時間采樣周期。

結(jié)合大數(shù)據(jù)挖掘和自適應(yīng)調(diào)度算法，提取主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息流的關(guān)聯(lián)規(guī)則特征［11］，構(gòu)建云存儲系統(tǒng)資源信息語義本體模型，主動容錯云存儲系統(tǒng)信息在灰度模型中的解析模型為：

其中，x（t）為主動容錯云存儲系統(tǒng)信息時間序列的實(shí)部；y（t）為主動容錯云存儲系統(tǒng)信息時間序列的虛部；a（t）為相位隨機(jī)化幅值；n（t）為干擾向量［12］。

主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息管理調(diào)度中，計算信息自適應(yīng)調(diào)度的自適應(yīng)加權(quán)系數(shù)，將各空閑時間片長度分別記作x1，x2，…，xm+1，第k個控制節(jié)點(diǎn)的信息定義為δk：

其中，Ui表示云存儲系統(tǒng)資源信息分類屬性；k為負(fù)載強(qiáng)度；Θ（t）為云存儲系統(tǒng)資源信息最近時刻查詢獲得的信任值。根據(jù)上述計算結(jié)果，進(jìn)行云存儲信息傳感融合識別，實(shí)現(xiàn)對云存儲系統(tǒng)的信息管理和調(diào)度。算法的實(shí)現(xiàn)流程如圖1所示。

圖1 算法的實(shí)現(xiàn)流程Fig.1 Flow chart of the algorithm

3 仿真實(shí)驗(yàn)與結(jié)果分析

為了測試本文方法在實(shí)現(xiàn)主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息自適應(yīng)調(diào)度和管理中的應(yīng)用性能，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)采用Matlab7設(shè)計，主動容錯云存儲系統(tǒng)中信息采樣的帶寬約為14 Gbps，信息規(guī)模集為2 000，測試樣本集為1 024，對資源調(diào)度的迭代步數(shù)為100，主動容錯云存儲系統(tǒng)中云存儲信息的關(guān)聯(lián)系數(shù)設(shè)定為0.15，將云存儲系統(tǒng)的信息分布網(wǎng)格劃分為16個虛擬約簡檢測單元格，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行云存儲信息采集和調(diào)度，得到原始的云存儲信息采樣樣本輸入如圖2所示。

圖2 原始的云存儲信息采樣樣本Fig.2 Sample of original cloud storage information

以圖2的樣本為測試對象，進(jìn)行云存儲系統(tǒng)的信息自適應(yīng)調(diào)度，并與傳統(tǒng)方法對比，得到信息管理調(diào)度的均衡性對比如圖3所示。

分析圖3得知，采用本文方法進(jìn)行主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息自適應(yīng)調(diào)度的均衡性較好，容錯性較好，信息的召回率比傳統(tǒng)方法提升約12.5%，提高了云存儲系統(tǒng)的信息管理和調(diào)度能力。

圖3 信息管理調(diào)度的均衡性對比Fig.3 Balance comparison of information management scheduling

4 結(jié)束語

構(gòu)建主動容錯系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對資源信息的動態(tài)調(diào)整和自適應(yīng)管理，提高資源信息管理的效率，本文提出一種基于云存儲信息傳感融合的主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息自適應(yīng)調(diào)度算法。進(jìn)行主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息傳感分布存儲設(shè)計，提取主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息流的關(guān)聯(lián)規(guī)則特征，構(gòu)建云存儲系統(tǒng)資源信息語義本體模型，計算信息自適應(yīng)調(diào)度的加權(quán)系數(shù)，進(jìn)行云存儲信息傳感融合識別，實(shí)現(xiàn)對云存儲系統(tǒng)的信息管理和調(diào)度。研究得出，本文方法進(jìn)行云存儲系統(tǒng)的信息管理和調(diào)度的均衡配置性較高，信息召回性能較好。