一种基于FPGA云存储架构的关键技术研究

发布时间：2017-11-05 10:05

本文关键词：一种基于FPGA云存储架构的关键技术研究

【摘要】：云存储是从云计算的概念上延伸、发展出来的一个新解决方案,也是近几年的一个新概念。云存储通常指一个系统通过集群技术、分布式系统技术或者网格技术等,将所在网络中的大量分布在不同位置、属于不同类型的存储设备集合起来,并且通过相关软件的管理让它们能够协同工作,从外界看来,它们可以共同对外界提供业务访问或者数据存储等功能。当云计算的系统拥有大量的存储设备,并且它的任务重点放在大量数据的存储、访问以及管理上时,云计算系统就转变成为一个云存储系统。云存储是将用户的存储数据放到云上,并且用户可以在云上随意存取的一种新解决方案,只要用户通过可连网的设备连接到云上,便可以在任何时间、任何地点,很方便的进行云上数据的存取操作。目前常见的云存储服务有：亚马逊的Simple Storage Service(S3)、Nutanix的存储服务、搜狐企业网盘、百度云盘等等,而这些并不提供小型开发板所需的云服务。本系统则是以TCP/IP做为基本通信手段,并且加入自定义的数据通信协议,通过整合分布式存储的调度思想,来实现基于FPGA的云存储架构。这样不仅使FPGA开发板能够实现云存储的功能,同时也为基于FPGA的云计算打下了坚实的基础。本系统利用集群以及分布式的思想,将多块FPGA开发板模拟成大量的存储设备,通过对目标数据的统一映射规约处理,实现对数据安全、稳定、可靠的云存储,从而最终实现本系统的功能。因为FPGA具有并行性以及动态可重构性的等等特性,使得本系统能够很好的在FPGA硬件集群上完成预定的功能。本系统在设计实现的过程中,使用了Quartus Ⅱ、Eclipse等集成开发环境,使用Ethereal软件进行网络抓包验证,并且使用了交换机完成开发过程中的各种实验,用到的编码语言包括：verilog、java、htm15、js等。最终的测试、运行平台选择了Altera公司的DE2开发板、PC机、路由器等,此外还需要一个交互软件(即一个网站,提供用户使用界面)。经过测试、验证,本系统可以稳定的运行在50MHz时钟频率的DE2开发板上。本文从数据传输速率、数据存储正确性、数据存储稳定性等方面对系统进行了详细的分析与评估。结果表明,本系统能够正确完成云存储的功能,拥有FPGA所特有的功耗低、集成度高、稳定性好的特点,具有明显的性能优势,并且是开发FPGA云计算的重要铺垫。因此,基于FPGA的云存储架构具有较好的理论价值和实际意义。
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP333

【参考文献】

中国期刊全文数据库前10条

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