智能网络存储系统（INSS）中存储节点技术研究
发布时间：2021-04-21 18:59
随着计算机技术与互联网技术的日新月异,人类社会信息化进程逐步深入,数据密集型的应用不断涌现,数据存储需求在全球范围内的快速增长推动了计算机存储技术的发展。磁带、磁盘、RAID等简单孤立的存储设备面临着严峻的挑战。存储系统不仅要具有较高的访问速度,同时还要能够有效地利用异构的存储资源来构造海量的存储系统。随着当今网络技术的飞速发展,利用网络组建网络存储系统并且在存储技术上寻求创新与突破是构建海量存储系统的不二选择。本文在认真研究网络存储技术以及目前一些优秀的分布式文件系统的基础上,针对它们各自的一些问题,提出了一种智能网络存储系统（INSS,Intelligent Network Storage System）结构。INSS采用一种融合的网络存储体系,具有分布式和智能化存储管理的特点,它是一种新型的智能网络存储系统。本文的主要研究内容或贡献有以下几方面:1、研究和设计了存储组模块,提出并设计了存储组内管理节点的概念,使INSS系统具有一定的智能型和自适应性。2、基于INSS系统设计了存储虚拟化方案,提高了整个系统的可扩展性。3、设计了双层滑动窗口加速心跳算法,在减少网络通信量的同时有效的...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 网络存储技术的发展现状
1.2.1 直接连接存储技术（DAS）
1.2.2 网络连接存储
1.2.3 存储区域网络
1.2.4 存储系统特点小结
1.3 分布式文件系统的发展现状
1.3.1 NFS/CIFS 网络文件系统
1.3.2 Red Hat Global File System
1.3.3 Google File System
1.3.4 pvfs parallel virtual file system
1.3.5 pNFS parallel network file system
1.3.6 对象存储文件系统——Lustre
1.4 网络存储技术的新发展
1.5 课题研究内容及意义
1.6 论文的组织结构与安排
第二章 智能网络存储系统（INSS）结构
2.1 INSS 的设计思想
2.1.1 INSS 的适用对象
2.1.2 INSS 的设计约定
2.1.3 对INSS 研究结果的期望
2.2 INSS 总体框架
2.2.1 元数据服务器
2.2.2 客户端/应用服务器
2.2.3 存储模块
2.2.4 网络模块
2.3 INSS 的软件设计
2.3.1 业务处理时序
2.3.2 存储虚拟化流程
2.3.3 心跳机制
2.3.4 高速缓存
2.4 NSS 的存储模块框架
2.4.1 存储节点内部结构
2.4.2 存储模块的软件框架
2.4.3 存储模块的初始化流程
2.4.4 业务处理流程
2.5 本章小结
第三章 存储节点的存储虚拟化研究
3.1 存储虚拟化技术相关研究
3.1.1 存储虚拟化概念及实现方案
3.1.2 存储虚拟化区域划分
3.1.3 物理/逻辑地址映射方案
3.2 INSS 存储节点的存储虚拟化技术
3.2.1 INSS 存储节点虚拟化方案
3.2.2 存储节点物理/逻辑地址映射
3.2.3 存储节点逻辑卷的建立
3.3 本章小结
第四章 存储模块中的管理方法研究
4.1 存储节点和管理节点的设计
4.1.1 存储组相关数据结构设计
4.1.2 管理节点的功能设计
4.2 心跳算法机制
4.2.1 心跳算法相关研究
4.2.2 双层心跳机制
4.2.3 滑动窗口心跳算法
4.3 存储组高速缓存
4.3.1 高速缓存相关研究
4.3.2 存储节点高速缓存结构
4.3.3 存储节点epoll 机制
4.3.4 存储节点替换算法和预读缓存功能
4.4 本章小结
第五章 系统测试与分析
5.1 测试环境
5.2 功能及性能测试
5.2.1 自适应测试
5.2.2 存储虚拟化测试
5.2.3 双层滑动窗口心跳算法性能分析
5.2.4 高速缓存与并行I/O 技术测试与分析
5.3 本章小结
总结
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]带重复数据删除的大规模存储系统可靠性保证[J]. 顾瑜,刘川意,孙林春,阎斌,汪东升,鞠大鹏. 清华大学学报(自然科学版). 2010(05)
[2]一种针对邮件服务类应用改进的2Q*算法及其在存储缓存中的应用[J]. 孟晓烜,司成祥,刘振晗,许鲁. 计算机科学. 2010(03)
[3]动态地址映射虚拟存储系统[J]. 柯剑,朱旭东,那文武,许鲁. 计算机工程. 2009(16)
[4]一种智能网络磁盘（IND）存储系统结构[J]. 赵跃龙,戴祖雄,王志刚,杨希. 计算机学报. 2008(05)
[5]基于InfiniBand的SAN存储系统研究[J]. 郭御风,李琼,刘路,肖立权. 计算机工程与科学. 2007(07)
[6]智能网络磁盘通信协议的研究[J]. 周云霞,赵跃龙,杨希. 通信学报. 2007(04)
[7]块级别的海量存储虚拟化系统[J]. 王迪,舒继武,薛巍,沈美明. 清华大学学报(自然科学版). 2007(01)
[8]智能网络磁盘集群存储系统设计与实现[J]. 谢晓勇,赵跃龙,史军勇,陈卓华. 计算机工程. 2006(22)
[9]一种网络虚拟化存储系统的设计与实现[J]. 马洪朋,李星,倪庆剑,邢汉承. 计算机工程与科学. 2006(10)
[10]网络存储的统一与虚拟化[J]. 张成峰,谢长生,罗益辉,罗东健. 计算机科学. 2006(06)
博士论文
[1]虚拟网络存储系统关键技术研究及其性能评价[D]. 刘朝斌.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]容灾系统控制平台与心跳检测技术的研究与实现[D]. 周磊.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3152307
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 网络存储技术的发展现状
1.2.1 直接连接存储技术（DAS）
1.2.2 网络连接存储
1.2.3 存储区域网络
1.2.4 存储系统特点小结
1.3 分布式文件系统的发展现状
1.3.1 NFS/CIFS 网络文件系统
1.3.2 Red Hat Global File System
1.3.3 Google File System
1.3.4 pvfs parallel virtual file system
1.3.5 pNFS parallel network file system
1.3.6 对象存储文件系统——Lustre
1.4 网络存储技术的新发展
1.5 课题研究内容及意义
1.6 论文的组织结构与安排
第二章 智能网络存储系统（INSS）结构
2.1 INSS 的设计思想
2.1.1 INSS 的适用对象
2.1.2 INSS 的设计约定
2.1.3 对INSS 研究结果的期望
2.2 INSS 总体框架
2.2.1 元数据服务器
2.2.2 客户端/应用服务器
2.2.3 存储模块
2.2.4 网络模块
2.3 INSS 的软件设计
2.3.1 业务处理时序
2.3.2 存储虚拟化流程
2.3.3 心跳机制
2.3.4 高速缓存
2.4 NSS 的存储模块框架
2.4.1 存储节点内部结构
2.4.2 存储模块的软件框架
2.4.3 存储模块的初始化流程
2.4.4 业务处理流程
2.5 本章小结
第三章 存储节点的存储虚拟化研究
3.1 存储虚拟化技术相关研究
3.1.1 存储虚拟化概念及实现方案
3.1.2 存储虚拟化区域划分
3.1.3 物理/逻辑地址映射方案
3.2 INSS 存储节点的存储虚拟化技术
3.2.1 INSS 存储节点虚拟化方案
3.2.2 存储节点物理/逻辑地址映射
3.2.3 存储节点逻辑卷的建立
3.3 本章小结
第四章 存储模块中的管理方法研究
4.1 存储节点和管理节点的设计
4.1.1 存储组相关数据结构设计
4.1.2 管理节点的功能设计
4.2 心跳算法机制
4.2.1 心跳算法相关研究
4.2.2 双层心跳机制
4.2.3 滑动窗口心跳算法
4.3 存储组高速缓存
4.3.1 高速缓存相关研究
4.3.2 存储节点高速缓存结构
4.3.3 存储节点epoll 机制
4.3.4 存储节点替换算法和预读缓存功能
4.4 本章小结
第五章 系统测试与分析
5.1 测试环境
5.2 功能及性能测试
5.2.1 自适应测试
5.2.2 存储虚拟化测试
5.2.3 双层滑动窗口心跳算法性能分析
5.2.4 高速缓存与并行I/O 技术测试与分析
5.3 本章小结
总结
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]带重复数据删除的大规模存储系统可靠性保证[J]. 顾瑜,刘川意,孙林春,阎斌,汪东升,鞠大鹏. 清华大学学报(自然科学版). 2010(05)
[2]一种针对邮件服务类应用改进的2Q*算法及其在存储缓存中的应用[J]. 孟晓烜,司成祥,刘振晗,许鲁. 计算机科学. 2010(03)
[3]动态地址映射虚拟存储系统[J]. 柯剑,朱旭东,那文武,许鲁. 计算机工程. 2009(16)
[4]一种智能网络磁盘（IND）存储系统结构[J]. 赵跃龙,戴祖雄,王志刚,杨希. 计算机学报. 2008(05)
[5]基于InfiniBand的SAN存储系统研究[J]. 郭御风,李琼,刘路,肖立权. 计算机工程与科学. 2007(07)
[6]智能网络磁盘通信协议的研究[J]. 周云霞,赵跃龙,杨希. 通信学报. 2007(04)
[7]块级别的海量存储虚拟化系统[J]. 王迪,舒继武,薛巍,沈美明. 清华大学学报(自然科学版). 2007(01)
[8]智能网络磁盘集群存储系统设计与实现[J]. 谢晓勇,赵跃龙,史军勇,陈卓华. 计算机工程. 2006(22)
[9]一种网络虚拟化存储系统的设计与实现[J]. 马洪朋,李星,倪庆剑,邢汉承. 计算机工程与科学. 2006(10)
[10]网络存储的统一与虚拟化[J]. 张成峰,谢长生,罗益辉,罗东健. 计算机科学. 2006(06)
博士论文
[1]虚拟网络存储系统关键技术研究及其性能评价[D]. 刘朝斌.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]容灾系统控制平台与心跳检测技术的研究与实现[D]. 周磊.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3152307
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