分布式文件系统元数据管理技术研究与实现
发布时间：2025-01-15 18:18
分布式文件系统通过将多台机器的资源组织起来,对外提供统一的、大容量、高性能、高可靠,易扩展的文件服务,满足了大规模应用的要求,是目前存储领域研究的重点和难点。针对文件系统中元数据和文件数据存储和访问的不同特点,分布式文件系统通常包括数据存储系统和元数据管理系统。为应对大量的元数据操作请求,保障元数据操作的一致性和可靠性,元数据管理系统的设计与实现及其重要。本文设计并实现了分布式文件系统LandFile的元数据管理系统,研究了分布式文件系统元数据管理的关键问题以及解决策略,具体内容如下: 研究了面向节能的元数据服务器集群的负载均衡策略:大规模的应用中,能源问题越来越成为人们关注的焦点。本文在动态元数据管理策略的基础上,提出了一种面向节能的负载均衡策略,通过在负载较低时,主动关闭元数据服务器集中负载,达到整体节能的目的。随着负载的增加,再逐步打开元数据服务器对外提供服务。良好设计的动态元数据管理策略保证了服务器加入和退出时的平滑扩展。实验表明面向节能的负载均衡策略在负载低谷时,节能效果非常明显,对系统性能亦影响较小。 研究了元数据管理的一致性保障策略:分布式条件下元数据可能存...
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略语
目录
图表索引
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 NFS
1.2.2 Coda
1.2.3 xFS
1.2.4 GPFS
1.2.5 Lustre
1.2.6 Google File System
1.2.7 Dawning Cluster File System (DCF52)
1.2.8 蓝鲸文件系统(BWFS)
1.3 本文的研究内容
1.4 本文结构
第2章 元数据管理系统
2.1 分布式文件系统的整体架构
2.2 元数据管理系统架构
2.2.1 分布式存储分布式处理
2.2.2 集中存储分布式处理
2.2.3 元数据管理系统架构
2.3 元数据服务器集群的负载均衡策略
2.3.1 MDS 集群面临的负载均衡问题
2.3.2 常用的解决负载均衡问题的方案
2.3.3 负载均衡的目标与评价指标
2.4 元数据管理的一致性保障策略
2.5 元数据管理的可靠性策略
2.6 本章小结
第3章 面向节能的负载均衡策略
3.1 节能问题的提出
3.2 节能问题的分析
3.2.1 分布式文件系统节能遇到的问题
3.2.2 MDS 集群节能的理论基础
3.2.3 MDS 集群节能策略的设计原则
3.3 相关定义
3.4 面向节能的负载均衡策略
3.4.1 节能模式的触发条件
3.4.2 迁移MDS 的选择
3.4.3 负载均衡的基本流程
3.4.4 待机MDS 的唤醒
3.5 负载均衡策略分析
3.6 实验与分析
3.6.1 实验流程
3.6.2 实验结果和分析
3.7 本章小结
第4章 元数据管理的一致性和可靠性保障策略
4.1 元数据管理的一致性保障策略
4.1.1 基于主节点的元数据缓存架构
4.1.2 元数据更新的一致性保障策略
4.1.3 分布式操作的一致性保障策略
4.2 元数据管理的可靠性方法
4.2.1 基于区域自治的节点管理策略
4.2.2 元数据服务器的故障恢复机制
4.3 本章小结
第5章 LandFile 元数据管理系统的实现
5.1 LandFile 元数据管理系统的整体架构
5.1.1 LandFile 分布式文件系统的整体架构
5.1.2 LandFile 元数据管理系统的整体架构
5.1.3 LandFile 元数据管理系统的模块设计
5.2 迁移/复制决策模块的改进与实现
5.3 用户请求处理模块的设计与实现
5.4 可靠性模块的设计与实现
5.4.1 日志结构的设计
5.4.2 日志项的类型及定义
5.4.3 根据日志项的恢复
5.5 本章小结
第6章 结束语
6.1 总结
6.2 下一步工作
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文和取得的研究成果
本文编号：4027676
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
缩略语
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第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究现状
1.2.1 NFS
1.2.2 Coda
1.2.3 xFS
1.2.4 GPFS
1.2.5 Lustre
1.2.6 Google File System
1.2.7 Dawning Cluster File System (DCF52)
1.2.8 蓝鲸文件系统(BWFS)
1.3 本文的研究内容
1.4 本文结构
第2章 元数据管理系统
2.1 分布式文件系统的整体架构
2.2 元数据管理系统架构
2.2.1 分布式存储分布式处理
2.2.2 集中存储分布式处理
2.2.3 元数据管理系统架构
2.3 元数据服务器集群的负载均衡策略
2.3.1 MDS 集群面临的负载均衡问题
2.3.2 常用的解决负载均衡问题的方案
2.3.3 负载均衡的目标与评价指标
2.4 元数据管理的一致性保障策略
2.5 元数据管理的可靠性策略
2.6 本章小结
第3章 面向节能的负载均衡策略
3.1 节能问题的提出
3.2 节能问题的分析
3.2.1 分布式文件系统节能遇到的问题
3.2.2 MDS 集群节能的理论基础
3.2.3 MDS 集群节能策略的设计原则
3.3 相关定义
3.4 面向节能的负载均衡策略
3.4.1 节能模式的触发条件
3.4.2 迁移MDS 的选择
3.4.3 负载均衡的基本流程
3.4.4 待机MDS 的唤醒
3.5 负载均衡策略分析
3.6 实验与分析
3.6.1 实验流程
3.6.2 实验结果和分析
3.7 本章小结
第4章 元数据管理的一致性和可靠性保障策略
4.1 元数据管理的一致性保障策略
4.1.1 基于主节点的元数据缓存架构
4.1.2 元数据更新的一致性保障策略
4.1.3 分布式操作的一致性保障策略
4.2 元数据管理的可靠性方法
4.2.1 基于区域自治的节点管理策略
4.2.2 元数据服务器的故障恢复机制
4.3 本章小结
第5章 LandFile 元数据管理系统的实现
5.1 LandFile 元数据管理系统的整体架构
5.1.1 LandFile 分布式文件系统的整体架构
5.1.2 LandFile 元数据管理系统的整体架构
5.1.3 LandFile 元数据管理系统的模块设计
5.2 迁移/复制决策模块的改进与实现
5.3 用户请求处理模块的设计与实现
5.4 可靠性模块的设计与实现
5.4.1 日志结构的设计
5.4.2 日志项的类型及定义
5.4.3 根据日志项的恢复
5.5 本章小结
第6章 结束语
6.1 总结
6.2 下一步工作
参考文献
致谢
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