对象存储设备中文件系统的设计与实现

发布时间：2020-07-25 07:56

【摘要】：随着数字化信息的爆炸式增长,存储设备已经从服务器中分离出来成为独立的存储载体。基于对象的存储设备(Object-Based Storage Device, OSD)作为信息存储资源的智能管理单元,是基于对象存储系统(Object-Based Storage, OBS)的基础平台,能够智能化管理OSD中存储的对象并提供外部对象访问接口。本地文件系统是OSD中软件系统的核心,目前较先进的Lustre分布式存储文件系统的对象管理是基于Ext3实现的,但随着负载的增大,Ext3在空间分配和对象查找等方面均呈现出不同程度的不足,使用Ext3管理OSD对象存在一定的局限性。针对Ext3作为本地文件系统的弊端,结合OSD负载特征,设计并实现了一种专用于OSD中对象管理的基于对象的文件系统(Object-Based Storage File System, OBSFS)。采用基于大小块划分磁盘空间,提高系统吞吐量和磁盘的利用率；采用连续块和B+树管理空闲空间,不同的负载空间采用不同的分配策略,保证对象的连续存放,以克服大对象的间接索引所导致的性能下降问题,同时磁盘空间也能够快速合理的分配；采用B+树组织命名空间,在对象数据块中嵌入对象元数据,实现对象的快速查找和对象数据的直接访问；采用对象索引节点存储元数据,对象数据和对象元数据连续存放,有利于减少磁盘寻道开销。最后对OBSFS进行相关性能的测试,并对测试结果进行分析。结果表明,OBSFS的性能指标明显优于Ext3,适合作为OSD中的本地文件系统。
【学位授予单位】：解放军信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP333
【图文】：

工作流程图,工作流程,存储元,客户

S:MDS管理Lustre文件系统的名字空间，包括文件名和文储和访问接口。单台MDS利用日志文件系统存储元数据MDs则构成集群方式，实现多台osD共享，并建立elusterdat的ase用来存储元数据[川。loadbalancingmodule是负载均衡，在Lustre中客户根据哈希值选择MDS，从而达到负载于管理对象上的锁，当需要时它也可以通过回调回收已颁服务器申请对象上的锁并处理来自锁服务器的回调请求。P(Light一WeightDireetoryAccessprotocol)服务器:LDAp中的MDS失效时，会导致客户的超时连接，此时客户首信息，LDAP服务器查询到可替换的MDS后，客户的请求ork:其中Device指的是底层的各种网络协议。在Lustre的抽象层NAL，并采用开放网络API，使其能够支持各种类型er主要负责接收和分发请求及发送响应。的工作流程

模型图,模型,成员,系统模型

标准的OSD模型

软件框架

esREAD(partitionID，userID，，读文件/roo印artitionID/userID，t，length)))移量。ffset开始读取len咖字节-W班TE(PartitionID，userID，，写文件/roo印artitionIn/userxn，t，length.data)))移量。ffeet开始写入len灿字节一ET少LR]盯(PartitionID，userrr读取属性文件/ro。印artitionID/uage，index)))ID.Page.indexxxSETeeARRT(PartitionID，userrr将attr中内容写入属性文件/ro。age，index，attr)))partitionID/userID.page.indexeeLIST(PartitionID，userID)))若p斌itionID为0，则读取/ro所所所有partitionID，否则读取/ropppppartitionID提取所有user...件框架备OSD是基于对象存储系统的基础，也是对象数据存OSD可与客户端直接进行数据传输，还可以将负载信息布策略。OSD中软件系统所包含的模块如图5所示。其高速缓冲区和块设备驱动对应块接口。

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