朱 潔

（廣東工業(yè)大學華立學院，廣州511325）

0 引 言

近年來，隨著計算機技術和互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，采用大規(guī)模的云存儲系統(tǒng)進行大數(shù)據(jù)信息管理和調度，能夠切實增強云存儲系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)信息調度和管理能力［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，不僅能夠實現(xiàn)對主動容錯云存信息的大數(shù)據(jù)檢索和信息管理調度，還能有效提升資源管理的負載均衡調度能力［2］。

主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息負載均衡是實現(xiàn)資源有效利用和共享的一個重要手段，基于資源的負載均衡方法進行云存儲信息管理，采用加權輪詢算法（Weighted Round Robin，WRR）、隨機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，學界正在采用最小鏈接算法（Least-Connection，LC）進行主動容錯云存儲系統(tǒng)的信息資源調度［5］，同時再結合模糊C均值方法進行信息聚類和自適應均衡控制，只是該種方法在進行主動云存系統(tǒng)的信息調度和管理中卻存在計算開銷較大的問題?；诖耍疚膭t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)的資源信息自適應調度算法。通過構建云存儲系統(tǒng)資源信息語義本體模型來進行云存儲信息傳感融合識別，從而設計實現(xiàn)了對云存儲系統(tǒng)的信息管理和調度。最后進行仿真測試，展示了本文方法在提高主動容錯云存儲系統(tǒng)的信息自適應管理調度能力方面的優(yōu)越性。

1 主動容錯云存儲系統(tǒng)的信息存儲結構和預處理

1.1 主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息分布存儲設計

首先構建主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息傳感分布存儲模型，實現(xiàn)云資源的存儲、服務和信息負載均衡調度［6］。整個云存儲系統(tǒng)的信息管理和調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)點集合，v0表示Sink節(jié)點，云存儲系統(tǒng)的信息管理和調度模型中，設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V＝[v1，v2，….，vn]表示任務調度向量，對云存儲系統(tǒng)來說，信息自適應調度集的最大可行的資源匯集流應分別滿足：＝ci+1，i和：＝di＇，i。 顯然此假設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)的信息管理和調度節(jié)點對應的時延響應系統(tǒng)表達式為：

由此構建數(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為一組標量采樣序列［7］。

1.2 特征重構和資源信息流集成調度

提取主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息流的關聯(lián)規(guī)則特征，采用灰色模型對主動容錯云存儲系統(tǒng)信息進行自適應管理調度，假設主動容錯云存儲系統(tǒng)信息歷史數(shù)據(jù)表示為{xi}， 結合相關規(guī)則重構，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)的信任關系，構建云存儲系統(tǒng)資源信息語義本體模型，計算信息自適應調度的自適應加權系數(shù)，進行分類屬性權重評估［8］，給定大型云存儲信息任務有效率函數(shù)E（i，j）：

對于軌跡A上的任意一點ai，得到云存儲系統(tǒng)的關聯(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)中信息流的關聯(lián)規(guī)則特征，結合特征空間重構，實現(xiàn)信息自適應管理調度優(yōu)化［9］。

2 信息管理調度模型優(yōu)化

在進行主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息傳感分布存儲設計，提取主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息流的關聯(lián)規(guī)則特征的基礎上，進行主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息自適應調度，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)的資源信息自適應調度算法。假設云存儲系統(tǒng)的信息管理和調度傳感分布節(jié)點中，所有的節(jié)點符合多維的正態(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］，求得信息自適應調度的網(wǎng)格間距離和時間特征，關聯(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為負載采樣點時間序列，信息自適應調度運行的一個時間跨度記為：

云存儲信息資源綜合負載為：

其中，w為權重；C為加權約束均衡比；D為云存儲信息超負荷時間；M為時間采樣周期。

結合大數(shù)據(jù)挖掘和自適應調度算法，提取主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息流的關聯(lián)規(guī)則特征［11］，構建云存儲系統(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)的資源信息管理調度中，計算信息自適應調度的自適應加權系數(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為負載強度；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)上述計算結果，進行云存儲信息傳感融合識別，實現(xiàn)對云存儲系統(tǒng)的信息管理和調度。算法的實現(xiàn)流程如圖1所示。

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

3 仿真實驗與結果分析

為了測試本文方法在實現(xiàn)主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息自適應調度和管理中的應用性能，進行仿真實驗，實驗采用Matlab7設計，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)中云存儲信息的關聯(lián)系數(shù)設定為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，以此為基礎進行云存儲信息采集和調度，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，進行云存儲系統(tǒng)的信息自適應調度，并與傳統(tǒng)方法對比，得到信息管理調度的均衡性對比如圖3所示。

分析圖3得知，采用本文方法進行主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息自適應調度的均衡性較好，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)的信息管理和調度能力。

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

4 結束語

構建主動容錯系統(tǒng)，實現(xiàn)對資源信息的動態(tài)調整和自適應管理，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)的資源信息自適應調度算法。進行主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息傳感分布存儲設計，提取主動容錯云存儲系統(tǒng)的資源信息流的關聯(lián)規(guī)則特征，構建云存儲系統(tǒng)資源信息語義本體模型，計算信息自適應調度的加權系數(shù)，進行云存儲信息傳感融合識別，實現(xiàn)對云存儲系統(tǒng)的信息管理和調度。研究得出，本文方法進行云存儲系統(tǒng)的信息管理和調度的均衡配置性較高，信息召回性能較好。