智能网络磁盘（IND）存储系统硬件平台研究与设计

发布时间：2020-06-21 16:14

【摘要】： 存储系统的可靠性、稳定性是对存储系统最基本的要求。随着用户量的迅速发展和数据量的爆炸性增长，传统存储方案均存在单点故障与性能瓶颈现象。本文旨在从硬件平台角度提出一种全新的存储解决方案——IND存储系统，解决传统存储方案中共有的不足。IND存储系统是存储方案的一种新的思路，受到国家自家科学基金与湖南省科学基金项目的资助，对其关键技术进行研究具有较好的理论与应用价值。 文章首先研究了当今存在的各种存储方案，分析出它们存在单点故障与性能瓶颈的根源在于其体系结构本身，其次提出一种全新的存储解决方案----IND存储系统。IND存储系统采用开放的体系结构，整个系统采用基于嵌入式系统的同构IND单元组成，采用虚拟存储技术，IND存储系统如一个逻辑磁盘。概要性的设计了IND存储系统的功能组成模块，阐述了各功能模块与系统的工作原理，指出它是一种很有发展潜力的存储方案。进一步设计了IND存储系统硬件平台，分析了IND存储系统嵌入式硬件平台构建的原理，磁盘接口的理论基础，IND存储系统接入网络的实现原理。在此基础上以S3C44BOX为核心进行了最小核心电路实现，扩展了系统的内存与固态程序存储器，并实现了以RTL8019AS网卡为基础的IND存储系统网络接入电路，实现了基于IDE的IND存储系统磁盘接口电路。论文分析了IND存储系统下IDE接口与网卡的工作原理，最后设计了在嵌入式uCLinux操作系统下的磁盘接口驱动软件、网络接口驱动软件，使数据能在平台上透明流动。 本文的研究与设计克服了传统存储方案存在的性能瓶颈与单点故障问题，提出了一个全新的IND存储系统体系结构，构建了IND存储系统硬件平台，设计了其驱动软件，为更进一步的研究奠定了基础。
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TP333
【图文】：

接挂接在各种服务器或客户端扩展接口下〔7]，服务器通过I/0通道直接访问DAS中的数据，服务器与存储设备基本一一对应，附属于一台服务器的存储设备不能被其他服务器共享。其体系结构如图1一1所示。图1一 1DAS的体系结构2.DAS的特点DAS最大的优点是:结构简单，易于理解，对单机用户比较的方便，只须与服务器直接连接即可，不需要复杂的软件和技术。前期投资较低，因为是直连式，对存储设备的要求不高，也不需要其他附设，小规模时的维护成本较低。技术成熟，标准统一，兼容性较好。因此，DAS在用户不多、数据量不是很大、存储资源共享的要求不高的数据存储的早期应用较为普遍。DAS主要适用环境〔8]是:服务器在地理分布上很分散，通过SAN或NAS在它们之间进行互连非常困难的情况。DAS的主要缺点，，有:占用服务器的资源，不能统一管理，存储设备与服务器一一对应

硕士学位论文第一章绪论 wlNDowSNT服务器NAs图1一 2NAS的体系结构2.NAS存储的分析NAs是一种特殊的专用数据内嵌系统软件的存储服务器〔川，可提供跨平台的文件共享功能。它以数据通信为中心，将存储设备与服务器分离，集中管理，从而有效的提高带宽，提高网络整体性能。NAS目前已经成为网络的数据存储方案的主要选择之一，目前已经有很多的公司推出了各自基于NAS的产品〔lS1。NAs中网络联接可以是局域网也可以是广域网〔le]，理论上其结构可以支持多种类型，支持多种局域网协议。以太网联接因为其技术的成熟，用户使用数量的广泛，使其成为目前用的最多的一种接入方法〔l7]

【引证文献】

相关期刊论文 前1条

1 刘霖;赵跃龙;谢晓玲;王国华;;一种基于副本机制的智能存储系统I/O优化方法[J];沈阳工业大学学报;2012年04期

本文编号：2724315