基于对象的网络存储智能处理方法研究
发布时间：2020-03-19 23:29
【摘要】： 近年来,随着存储需求的增加及存储应用日益复杂,人们需要存储系统有较高的智能性:自我管理、自我维护、甚至自我恢复等,来实现数据共享、无缝扩展、实时备份、容错、系统监控、流量控制、远程数据备份等功能。 以构造高性能智能化的存储系统为目的,对存储系统关键技术和实现方法进行了深入研究。主要内容包括:可扩展的对象存储系统结构;存储主动服务方法;策略触发机制;自适应的多并行度I/O流水调度;层次存储智能化;基于线性时序逻辑的对象文件系统的形式化描述方法。 在继承前人工作的基础上,经过理论研究与实际开发取得了如下一些成果: (1)实现一种可扩展的基于对象的智能存储系统,系统中的对象存储控制器OSC(Object-based Storage Controller)扩展ANSI T10技术委员会关于对象的定义,对象除了包含属性、数据外,还扩展了包含触发器(Trigger)。对象的属性包含一定的语义,便于描述存储系统和提供动态的行为数据。 (2)研究用户数据在对象存储系统及存储设备中的分布策略与组织形式、对象负载平衡机制、对象存储系统的策略触发机制。对象的分布策略直接影响存储系统负载,提出一种混合放置(Hybrid-Layout)算法,实现静态负载平衡策略,将小文件直接映射成一个对象并通过哈希映射到一个设备中去,而对大文件则分割成多个对象,分别放置在不同的设备里。对象存储系统采用域对等(Region Peer to Region Peer)的方法组织和管理。 (3)应用心理学等理论成果(统计模型、跟踪和预测等),提出一种基于反馈控制的预测性的存储主动服务模型,并讨论了存储主动服务系统架构。通过完善和扩展对象的定义,基于对象属性预测数据访问的变化,评估其对将来性能的影响,为“存储主动服务”提供决策依据。提出策略触发机制,并结合域对等,应用心理学模型实现动态负载平衡策略。仿真结果表明“存储主动服务”的方法是可行的。 (4)现有的网络存储,其存储协议、网络协议的复杂导致管理困难,同时I/O路径的不合理设计,增加了额外开销,降低了存储效率。分析了网络存储系统I/O路径上的软硬件开销,并应用于指导I/O流水线设计。I/O请求以并行度描述通过同一流水段的多个子工作量(或子任务)。提出自适应的多并行度I/O流水调度方法,能重叠对象存储系统的I/O处理各功能段的操作,提高对象存储系统I/O性能。 (5)基于对象的存储,赋予备份归档新思路:将一组相关文件抽象为存储对象,方便层次存储管理自动化,使备份、归档、检索和恢复等操作变得简单而高效。一方面,提出基于对象摘要的备份和归档系统;另一方面,设计以磁盘阵列与磁带库混合组成的、可提供海量存储空间和高性能的磁带虚拟化系统,该系统采用基于信息生命周期管理的数据迁移算法,实验测试表明,系统对用户透明,并能显著提高数据备份与恢复速度。提高了总拥有性价比。 (6)对象文件系统时序逻辑(OFSTL)是线性时序逻辑在描述文件系统应用中的一个推广。用OFSTL描述对象文件系统的性质,用模型化的状态迁移系统表示对象文件系统的访问行为。并借助该逻辑框架研究对象文件系统访问语义和访问行为。应用该逻辑框架去形式化描述对象文件系统性质,并结合模型检测的方法验证对象文件系统设计的正确性。
【图文】：
1 概述1.1 存储系统发展趋势存储业界著名的国际会议 FAST（Conference on File and Storage Technologies），是由著名的 USENIX 组织发起以及 ACM SIGOPS（ACM Special Interest Group onOperating Systems）、IEEE TCOS（IEEE Computer Society’s Technical Committee onOperating Systems and Application Environments）和 MSSTC（IEEE Mass StorageSystems Technical Committee 等协办的。从 2002 年 1 月开始，至今已举办了四届。该会议分为 Technical Sessions、Work-in-Progress Reports、Birds-of-a-Feather Sessions等三部分。
.2 学术界相关研究图 1.2 列出了卡内基梅隆大学并行数据实验室的近年来的相关项目，其SD[31]项目的目标是“使用商业存储设备构建高带宽、低延迟、安全、可统”；（2）Active Disk[32]的主要思想是使磁盘驱动器具有下载执行代码的功能，在存储设备端分担计算结点的计算任务；（3）Self-*[33-34]，又称目的目的是设计新的存储架构来整合管理功能及降低管理人员的负担会群体的组织思想和人工智能及控制系统的技术，达到简化存储管理本，增强系统健壮性和简化系统构建；（4）Self-securing通过存储设备的安全，即使是客户端的操作系统崩溃，这样提高抵御入侵的能ACUS[35]是在分布式文件系统的基础设计的基于对象的智能存储系统；（系统参考生物的免疫特性，，PASIS能复制数据和服务，并将其分布在多个SIS系统使用门限方案保证数据的可靠性和存活性。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TP393.05;TP333
本文编号：2590874
【图文】：
1 概述1.1 存储系统发展趋势存储业界著名的国际会议 FAST（Conference on File and Storage Technologies），是由著名的 USENIX 组织发起以及 ACM SIGOPS（ACM Special Interest Group onOperating Systems）、IEEE TCOS（IEEE Computer Society’s Technical Committee onOperating Systems and Application Environments）和 MSSTC（IEEE Mass StorageSystems Technical Committee 等协办的。从 2002 年 1 月开始，至今已举办了四届。该会议分为 Technical Sessions、Work-in-Progress Reports、Birds-of-a-Feather Sessions等三部分。
.2 学术界相关研究图 1.2 列出了卡内基梅隆大学并行数据实验室的近年来的相关项目，其SD[31]项目的目标是“使用商业存储设备构建高带宽、低延迟、安全、可统”；（2）Active Disk[32]的主要思想是使磁盘驱动器具有下载执行代码的功能，在存储设备端分担计算结点的计算任务；（3）Self-*[33-34]，又称目的目的是设计新的存储架构来整合管理功能及降低管理人员的负担会群体的组织思想和人工智能及控制系统的技术，达到简化存储管理本，增强系统健壮性和简化系统构建；（4）Self-securing通过存储设备的安全，即使是客户端的操作系统崩溃，这样提高抵御入侵的能ACUS[35]是在分布式文件系统的基础设计的基于对象的智能存储系统；（系统参考生物的免疫特性，，PASIS能复制数据和服务，并将其分布在多个SIS系统使用门限方案保证数据的可靠性和存活性。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TP393.05;TP333
【引证文献】
相关博士学位论文 前1条
1 李洁琼;海量存储资源海量存储资源管理关键技术研究[D];华中科技大学;2011年
相关硕士学位论文 前3条
1 黄靖锋;基于SAN的网络存储技术研究与应用[D];电子科技大学;2010年
2 张敏;基于对象存储文件系统研究[D];电子科技大学;2012年
3 王艳云;分级存储系统中数据迁移技术的研究[D];西安建筑科技大学;2012年
本文编号：2590874
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