[发明专利]一种适用于云存储副本布局的植物根系优化方法

权利要求书

1.一种适用于云存储副本布局的植物根系优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)利用混沌映射生成初始的云存储副本布局集合；

2)利用进制转换将集合中的云存储副本布局转换为植物根系优化方法的初始解；所述进制转换是指将二进制转换为十进制，其中存储云存储副本布局的二进制数组表示公式如下所示：

式中，D(f,j)为二进制数组，f为文件标号，j为数据中心标号；

转换方式为将二进制数组的每行转换为十进制数字，得到一个m×1大小的向量，其中，m为需要存在云中的文件种类数目；

3)根据云存储副本布局优化指标设定目标函数，优化指标包括平均文件不可用性、网络延迟和平均服务时间；

4)寻找目标函数的最优解，具体如下：

利用初始解对应求得的目标函数值排序，将解集合分为三组，包括主根组、侧根组和老化根组，针对三个不同的组迭代实施不同寻优策略：

对于主根组，实施自适应策略生长，在与自己相近的最优点方向生长寻找解，公式如下所示：

式中，是第i个主根根尖在第t次迭代中所处的新位置，是第i个主根根尖在t-1次迭代生长过程中的原始位置，l是局部学习常数，rand()是在[0,1]中具有均匀分布的随机数，x_lbest是在植物根系生长过程中寻找到的与自己相近的最优点位置；

对于侧根组，实施合轴分支策略生长，在自己周围寻找可能存在的解；

对于老化根组，利用贪婪策略淘汰；

当达到最大迭代次数时，由所求目标函数值从小到大排序，得到的第一个解为目标函数的全局近似最优值；若未达到最大迭代次数，则继续进行迭代；

5)根据目标函数的最优解得到云存储副本的最优布局。

2.根据权利要求1所述的一种适用于云存储副本布局的植物根系优化方法，其特征在于：在步骤1)中，所述云存储副本布局是指副本被放置在数据中心的分布图，用二进制数组表示；所述集合是指多个满足约束的不同云存储副本布局；所述混沌映射是指在初始过程中加入经过伯努利变换后的Tent函数，经过伯努利变换后的Tent函数如下面公式所示：

x_n+1＝2x_nmod1

式中，x_n+1表示Tent函数生成的数是根据前一个数产生的，x_n为Tent函数的第n个数字，mod1表示对1取模。

3.根据权利要求1所述的一种适用于云存储副本布局的植物根系优化方法，其特征在于：在步骤3)中，所述平均文件不可用性是指利用数据节点的故障率得到文件无法被读取的概率；所述网络延迟是指同一个数据中心被多个读请求同时访问会出现的延迟时间；所述平均服务时间是指数据中心处理读请求并将文件传输出去的时间；三个指标均要越小越好，但互相牵制。

4.根据权利要求1所述的一种适用于云存储副本布局的植物根系优化方法，其特征在于：在步骤5)中，将目标函数的最优解转换为二进制数组，得到云存储副本的最优布局。