1、近年來，接入到網(wǎng)絡中的設備呈指數(shù)級增長，互聯(lián)網(wǎng)由此產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的集中式存儲方案在存儲性能和可靠性等方面已經(jīng)滿足不了人們?nèi)找嬖鲩L的需求，大數(shù)據(jù)的存儲已經(jīng)成為了當今時代的一項巨大挑戰(zhàn)。應時勢需求，各種分布式數(shù)據(jù)庫便如雨后春筍般涌現(xiàn)出來。其中，目前使用最廣泛、性能最優(yōu)越的當屬NoSQL數(shù)據(jù)庫。
　　MongoDB作為一種新興的NoSQL數(shù)據(jù)庫，以其水平擴展、面向文檔、模式靈活、故障自動轉移等優(yōu)良特點深受國內(nèi)外市場的歡迎。Mon

2、goDB支持自動分片，其內(nèi)部自帶的負載均衡策略能使各個節(jié)點達到基于數(shù)據(jù)量的平衡。但是在實際的生產(chǎn)環(huán)境中，在數(shù)據(jù)塊(Chunk)數(shù)量相當?shù)那闆r下，節(jié)點間的性能差異和數(shù)據(jù)訪問熱度的不同會導致集群中某些節(jié)點處于超載的現(xiàn)象。
　　針對上述問題，本文做了以下工作來對MongoDB負載均衡策略進行優(yōu)化，旨在提高系統(tǒng)的性能，保證用戶體驗的流暢性。本文的主要貢獻如下:
　　(1)根據(jù)其負載均衡策略的不足提出一種新的架構。主要包含訪問控制模塊

3、、資源管理模塊、負載預測模塊和數(shù)據(jù)遷移模塊。訪問控制模塊就是用來控制客戶端對系統(tǒng)的訪問。資源管理模塊對系統(tǒng)的中各個分片的負載進行初步預測，并以此來自適應調(diào)整負載預測的周期。負載預測模塊對各個分片和Chunk塊的負載進行預測。數(shù)據(jù)遷移模塊主要用來控制數(shù)據(jù)的遷移工作。
　　(2)在負載預測模塊中引入馬爾科夫(Markov)模型，并對其可行性進行分析。通過對各個分片的數(shù)據(jù)操作構建Markov鏈，求出一步轉移概率矩陣和各個操作的穩(wěn)態(tài)向量。

4、結合分片上的數(shù)據(jù)容量、服務器間的性能差異、數(shù)據(jù)操作的負載權重以及數(shù)據(jù)的訪問熱度對各個分片和Chunk塊上的負載進行定量預測。以各個分片和各個Chunk塊上預測的負載為依據(jù)，選擇合適的源服務器、目標服務器以及將要遷移的Chunk塊。在選擇之前，引入二叉排序樹對各個分片和Chunk塊的負載進行排序。然后制定相應的數(shù)據(jù)遷移策略來決定何時對選擇的Chunk塊進行遷移以及何時達到負載均衡。
　　(3)搭建實驗平臺，首先通過實驗確定各個操作的