有效
面向多智能体集群的数据备份方法、装置、设备及介质
李美璇、朱承、周鋆、朱先强
中国人民解放军国防科技大学
摘要
本申请公开了一种面向多智能体集群的数据备份方法、装置、设备及介质,涉及云计算数据备份技术领域,包括:通过获取多智能体集群中各源节点的数据生成率、剩余存储容量及节点间通信链路的传输容量,采用数据完整性优先或流量平衡策略动态分配备份数据量,并将结果输入备份配置矩阵执行数据备份,提高复杂环境下数据备份效率与可靠性,确保数据在节点失效时可恢复,增强系统适应性和鲁棒性。
1.一种面向多智能体集群的数据备份方法,其特征在于,所述方法包括:获取多智能体集群中所有节点的数据生成率、剩余存储容量及节点间通信链路的传输容量;根据所述数据生成率、所述剩余存储容量以及所述节点间通信链路的传输容量采用数据完整性优先策略或流量平衡策略对备份数据量进行分配,得到分配结果;将所述分配结果输入备份配置矩阵以执行源节点与目标节点的数据备份操作,所述备份配置矩阵的行表示源节点,所述备份配置矩阵的列表示目标节点,矩阵中的元素表示从源节点到目标节点的备份数据量;所述根据所述数据生成率、所述剩余存储容量以及所述节点间通信链路的传输容量采用数据完整性优先策略或流量平衡策略对备份数据量进行分配,得到分配结果的步骤,包括:初始化所述剩余存储容量为对应节点的原始备份数据总量;根据所述数据生成率对所有节点进行降序排列,得到排序后的节点列表;遍历所述排序后的节点列表,对所有节点的所述通信链路的传输容量按信道容量进行降序排列,得到排序后的边集合;遍历所述排序后的边集合,计算对应的节点的第一备份数据量,所述第一备份数据量基于当前节点的原始备份数据总量、目标节点的剩余存储容量以及当前节点和目标节点的通信链路的传输容量比较得到,具体公式为: 其中, 为目标节点的剩余存储容量, 为所述当前节点和目标节点的通信链路的传输容量, 为原始备份数据总量, 为当前节点, 为目标节点, 为时间;将所述第一备份数据量作为第一分配结果,所述第一分配结果为采用数据完整性优先策略进行处理得到;所述根据所述数据生成率、所述剩余存储容量以及所述节点间通信链路的传输容量采用数据完整性优先策略或流量平衡策略对备份数据量进行分配,得到分配结果的步骤,还包括:初始化所有节点的数据生成率、剩余存储容量及节点间通信链路的传输容量;根据所述数据生成率对所有节点进行降序排序,得到排序后的节点列表;遍历所述排序后的节点列表依次处理所有节点,获取所有出边的终点节点集合;遍历所述终点节点集合,得到对应的节点的第二备份数据量,具体公式为:其中, 为所述终点节点集合, 为目标节点的剩余存储容量, 为所述当前节点和目标节点的通信链路的传输容量, 为原始备份数据总量, 为当前节点, 为目标节点, 为时间;将所述第二备份数据量作为第二分配结果,所述第二分配结果为采用流量平衡策略进行处理得到;所述将所述分配结果输入备份配置矩阵以执行源节点与目标节点的数据备份操作的步骤,包括:根据所述备份配置矩阵将所述分配结果进行分割,得到多个备份数据块;通过预设通信协议将所述备份数据块从源节点发送至对应的目标节点;当所述目标节点接收到所述备份数据块时,进行数据完整性校验,得到校验结果;根据所述校验结果执行所述源节点与所述目标节点的对应的数据备份操作。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取多智能体集群中所有节点的数据生成率、剩余存储容量及节点间通信链路的传输容量的步骤,包括:通过分布式传感器获取节点的运行状态数据,所述运行状态数据包括数据生成率和剩余存储容量;通过多智能体间的协作通信机制得到节点间通信链路的传输容量;采用目标神经网络模型对所述运行状态数据和所述节点间通信链路的传输容量进行分析和调整,得到最终的多智能体集群中所有节点的数据生成率、剩余存储容量及节点间通信链路的传输容量。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述采用目标神经网络模型对所述运行状态数据和所述节点间通信链路的传输容量进行分析和调整,得到最终的多智能体集群中所有节点的数据生成率、剩余存储容量及节点间通信链路的传输容量的步骤之前,还包括:获取所述节点的历史运行状态数据,并构建初始目标神经网络模型;将所述历史运行状态数据输入所述初始目标神经网络模型中进行训练,得到目标神经网络模型;得到所述目标神经网络模型之后,还包括:将所述运行状态数据和所述节点间通信链路的传输容量输入所述目标神经网络模型中,得到预测数据值,所述预测数据值包括未来时间段内所述节点的预测数据生成率、预测剩余存储容量以及节点间通信链路的预测传输容量;根据所述预测数据值动态调整所述节点的数据备份优先级和目标节点选择,得到多智能体集群中所有节点的数据生成率、剩余存储容量及节点间通信链路的传输容量。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述校验结果执行所述源节点与所述目标节点的对应的数据备份操作的步骤,包括:当所述校验结果为校验通过时,将所述备份数据块存储至目标节点,并反馈确认接收信号至源节点;当所述校验结果为检验失败时,反馈重新发送信号至源节点以使所述源节点重新发送数据块;当所述源节点接收到确认接收信号时,提示完成数据备份操作。
5.一种面向多智能体集群的数据备份装置,其特征在于,所述面向多智能体集群的数据备份装置执行权利要求1至4中任一项所述的面向多智能体集群的数据备份方法,所述装置包括:获取模块,用于获取多智能体集群中所有节点的数据生成率、剩余存储容量及节点间通信链路的传输容量;分配模块,用于根据所述数据生成率、所述剩余存储容量以及所述节点间通信链路的传输容量采用数据完整性优先策略或流量平衡策略对备份数据量进行分配,得到分配结果;执行模块,用于将所述分配结果输入备份配置矩阵以执行源节点与目标节点的数据备份操作,所述备份配置矩阵的行表示源节点,所述备份配置矩阵的列表示目标节点,矩阵中的元素表示从源节点到目标节点的备份数据量。
6.一种面向多智能体集群的数据备份设备,其特征在于,所述设备包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的面向多智能体集群的数据备份程序,所述面向多智能体集群的数据备份程序配置为实现如权利要求1-4中任一项所述的面向多智能体集群的数据备份方法的步骤。
7.一种存储介质,其特征在于,所述存储介质上存储有面向多智能体集群的数据备份程序,所述面向多智能体集群的数据备份程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任一项所述的面向多智能体集群的数据备份方法的步骤。




