[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

说明书

本发明公开了一种适用于云存储副本布局的植物根系优化方法，包括步骤：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；3)根据云存储副本布局优化指标设定目标函数，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；5)根据目标函数的最优解得到云存储副本的最优布局。本发明将寻找副本布局和植物根系算法结合起来，通过将云存储副本布局的多个性能参数设为多目标优化函数，利用植物根系算法的不同寻优策略寻找目标函数最优解，从而有效解决寻找综合多个性能参数的云存储副本布局问题。

技术领域

本发明涉及云存储副本的技术领域，尤其是指一种适用于云存储副本布局的植物根系优化方法。

背景技术

随着现代化的高速发展，互联网、物联网、人工智能产业越来越成熟，造成数据量呈指数级的增加，传统的存储系统已经无法满足新时代的需求。云存储是一种区别于传统存储系统的新型存储，它可以用来解决由于大量数据增长带来的存储挑战。相较于传统存储，云存储主要有几个特点：(1)资源集中，主要以数据中心的形式提供底层资源的使用；(2)服务性，云存储可以由用户自定义最适合其需求的服务方案，适合商业运行；(3)成本低廉，用户使用较低成本获得优质数据存储服务；(4)高可扩展性，可直接在存储服务原有基础上升级，以满足用户的需求。

但凡事都有两面性，随着云存储系统的广泛使用，它所面临的挑战也接踵而来。云存储中的数据中心不断扩大，使得运营成本越来越高，自然资源消耗越来越大。大量的异构物理存储资源使得存储管理变得越来越复杂，同时造成了存储资源的浪费和存储利用率的降低。低劣的数据管理方法使得用户访问数据的时间延长，用户的体验度低。云存储中副本的合理布局可以加速数据的访问，减少访问的延迟和增加数据的可用性。因此，副本布局方法对云存储的性能有很大的影响。

现有的云存储副本布局方法主要有以下问题：大部分副本布局方法所解决的需求只考虑到小部分的性能参数，很少有将大部分性能参数均考虑的布局策略。部分方法解决了快速响应用户的需求，却没有考虑平衡负载均衡的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种适用于云存储副本布局的植物根系优化方法，突破布局方案中仅考虑少量性能参数的问题，让植物根系算法加入到寻找云存储副本最优布局过程中，从而综合考虑多个性能参数，提高布局方案的可靠性。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种适用于云存储副本布局的植物根系优化方法，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；

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；

5)根据目标函数的最优解得到云存储副本的最优布局。

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。

在步骤2)中，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：