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雙布魯姆WILKERSON威爾克森過濾器數(shù)
隨著近年來數(shù)據(jù)總量呈現(xiàn)出的爆炸增長趨勢,，數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)存儲的數(shù)據(jù)越來越多。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),，在備份,、歸檔等集中存儲系統(tǒng)中存在大量冗余數(shù)據(jù)，有的甚至占到存儲空間的60%,，導(dǎo)致存儲成本過高,，數(shù)據(jù)訪問性能下降。數(shù)據(jù)排重是減少數(shù)據(jù)冗余,、節(jié)省存儲空間的有效手段,。

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現(xiàn)有排重算法中，文件級排重盡管排重開銷小,，但排重粒度過粗,，難以取得存儲空間的高效利用；數(shù)據(jù)塊級排重算法能實(shí)現(xiàn)高效存儲,，但其附帶的存儲開銷過高,，排重的時間開銷大。研究分層排重結(jié)構(gòu),，應(yīng)用雙布魯姆WILKERSON過濾器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)排重,，優(yōu)化數(shù)據(jù)排重性能,，主要工作如下：針對數(shù)據(jù)重復(fù)有文件級的重復(fù)和數(shù)據(jù)塊級的重復(fù)之分，提出一種基于雙布魯姆WILKERSON過濾器的數(shù)據(jù)排重算法,。該算法使用兩個布魯姆WILKERSON過濾器構(gòu)成二級排重結(jié)構(gòu),，將排重過程分解成文件排重和數(shù)據(jù)塊排重兩部分。算法首*入*級進(jìn)行文件排重,，然后將*級排重判定為不重復(fù)的文件分割成塊進(jìn)行第二級數(shù)據(jù)塊排重,。利用這種分層排重結(jié)構(gòu)，通過*級將重復(fù)文件直接過濾掉,，不進(jìn)入第二級排重,，減少了數(shù)據(jù)塊排重的工作量；通過第二級進(jìn)入不重復(fù)文件內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)塊排重,，獲得了數(shù)據(jù)塊級的排重粒度,。將上述算法應(yīng)用于文檔備份系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)對文檔的排重,，由于算法采用布魯姆WILKERSON過濾器對數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮表達(dá),，存在誤判可能，即假陽性誤判問題,。本文設(shè)計(jì)通過查詢元數(shù)據(jù)(保存數(shù)據(jù)相關(guān)信息)來為誤判糾錯,。當(dāng)布魯姆WILKERSON過濾器判斷數(shù)據(jù)為重復(fù)時，首先將元數(shù)據(jù)預(yù)讀到內(nèi)存中,，在內(nèi)存中匹配元數(shù)據(jù)信息,，若沒有找到，再讀取保存元數(shù)據(jù)的文件—索引文件查詢元數(shù)據(jù),。通過內(nèi)存,、索引文件兩級元數(shù)據(jù)查詢，杜絕了假陽性誤判的情況,。由于為假陽性誤判糾錯需要對元數(shù)據(jù)進(jìn)行大量訪問,，增加了排重時間開銷，設(shè)計(jì)將索引文件緩存,，保證元數(shù)據(jù)操作的高效,，以此提高排重效率。但系統(tǒng)的句柄數(shù)限制了同時緩存的索引文件數(shù)目,，若索引文件過多,，則不能同時緩存全部索引文件,，需要進(jìn)行更多的磁盤IO,，此時排重開銷與耗時都急劇升高，針對這種情況,，采用動態(tài)哈希算法來分配元數(shù)據(jù)地址,，將元數(shù)據(jù)保存在少數(shù)幾個索引文件內(nèi),，從而克服了句柄限制問題。

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實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,，在文檔備份系統(tǒng)中,，使用該排重算法對不同重復(fù)率的文檔文件集合排重，相比其他兩種備份工具,，在保持較好排重率的前提下,，耗時平均縮短了10%左右。