分布式虚拟块存储系统的设计与实现

发布时间：2021-10-20 08:17

　　为了应对不同业务场景,本文设计了一个既可以适配上层不同类型业务,也可以适配下层不同物理设备,且有一定高可用性保证的分布式虚拟块存储系统。对于该系统,上层可以是大块文件,比如流文件系统,其中存储的是视频流文件。也可以是小文件,例如小文件系统,其中存储的是图片。那么当上层系统发出请求时,本系统将适配上层的不同业务需求,通过相应的策略,匹配适合该上层业务的下层分布式系统。针对以上场景,本论文的研究核心是根据现有的分布式理论和知识,设计并实现一个分布式虚拟块存储系统,主要研究内容如下:1.为上层不同文件系统提供块语义的接口。2.通过块设备的抽象使得层的设备所使用的空间可以进行的扩展和收缩。使系统具有更强的灵活性。3.对于选举集群,保障其高可用性。首先,本文将选举集群作为一个单独的模块,可以达到解耦的作用。在选举集群中,当Leader节点发生故障宕机时,能及时地通过选举由集群中的其他节点顶替,因为其他节点中存储着对Leader中数据的备份,可以保障选举集群存储的数据不丢失,且整个选举模块保证一致性。4.对于元数据服务器集群,保障其负载均衡。在选举服务器集群的Leader服务器中,通过一致性哈希决... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

创建块设备返回结果

第五章系统测试与分析655.2功能测试5.2.1块设备操作测试5.2.1.1创建块设备首先测试系统的创建块设备功能，在客户端调用创建设备函数后，执行结果如图5-2所示：图5-2创建块设备返回结果如图5-2向系统提出创建设备请求，其名称为TEST，大小为1000MB，容错类型为三副本，存储类型为disk。元数据服务器通过4.5.1所描述的流程向资源池申请，成功后向客户端返回操作成功，在系统中创建了一个块设备ID为20，名称为TEST，大小为1000MB的块设备。5.2.1.2删除块设备测试系统的删除块设备功能，在客户端调用删除设备的函数，并提供设备名称，也就是客户端向系统发出删除块设备请求，执行结果如图5-3所示：图5-3删除块设备返回结果如图5-3所示，客户端请求删除设备名为TEST的块设备，MetaServer向客户端返回成功结果，系统将之前创建的TEST块设备删除。

电子科技大学硕士学位论文665.2.1.3扩展块设备由于刚才把创建的名为TEST块设备删除，我们重新创建一个与刚才删除的卷相同信息的卷，其名称为TEST，大小为1000MB。接着，我们对这个设备进行扩容，调用扩容函数，得到的结果如图5-4所示：图5-4扩展块设备返回结果如图5-4所示，客户端请求扩容块设备TEST，扩容大小为100MB，返回结果扩容成功，并且指示当前名为TEST的块设备大小为1100MB，即之前创建块设备时申请的1000MB以及扩容100MB后一共达到1100MB。5.2.2选举模块测试5.2.2.1初始化阶段的选举流程测试在初始化阶段，所有的节点状态为Follower，系统中没有Leader节点，开始选举过程，由于Follower节点的执行情况类似，只给出其中一个Follower节点的选举过程，以下为选举过程的执行结果：图5-5选举过程中的Node1视图图5-6选举过程中的Node2视图如图5-5所示，初始化后，所有节点的状态默认设置为Follower，直接进入选举状态，Node1节点的默认定时器超时，因此将自己的状态置为Candidate。此时它向其他报文发送投票请求，接着，Node1节点收到所有其他的节点的投票，

【参考文献】：
期刊论文
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[4]基于EPOLL的单进程事件驱动通信服务器设计与分析[J]. 段翰聪,卢显良,宋杰.  计算机应用. 2004(10)

博士论文
[1]大规模分布式存储技术研究[D]. 魏青松.电子科技大学 2004



本文编号：3446568