论文摘要
随着信息技术的飞速发展,传统的存储系统已经难以满足现代社会的信息存储需求,很多新型应用需要使用大规模、高性能、高可靠的海量存储系统。近年来,学术界和企业界将海量存储系统技术作为研究的一个热点问题,并随之涌现出一批新型的海量存储系统。在海量存储系统中,客户端的设计与实现方式对于系统的性能等有重要影响。BlueOcean是一款大容量、高性能、高可靠、易管理的海量存储系统。它采用面向对象的存储技术,系统由管理节点、数据节点和客户端组成。管理节点负责保存和管理元数据,将元数据保存在内存以提升性能;数据节点负责保存数据,使用多份副本技术保证数据的可靠性;客户端对外提供遵守Posix语义的访问接口,可以支持绝大多数应用程序的透明访问。本文以BlueOcean海量存储系统为基础,研究了海量存储系统客户端设计中的关键技术问题,设计并实现了一款高性能的,通用的客户端程序。论文的主要工作如下:(1)对现有的海量存储系统进行了研究,分析了它们的系统架构和关键技术问题。(2)比较了几种客户端架构方案,设计了系统的总体架构以及通信交互协议等。(3)设计并实现了客户端的系统接口,描述了元数据操作接口和数据操作接口的工作流程,提出使用I/O流水线机制、预取、延迟写等技术提升读写性能。(4)分析了分布式系统中缓存设计的关键问题,设计并实现了客户端缓存机制来提升系统性能。(5)对BlueOcean海量存储系统的性能进行了测试,并且测试了缓存机制对于系统性能的影响。论文设计的客户端程序能够支持绝大多数应用程序对BlueOcean海量存储系统的透明访问,具有较好的元数据操作性能和数据读写性能,本论文的研究成果对于其它的海量存储系统客户端设计也具有较好的借鉴价值。
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摘要ABSTRACT目录图目录表目录第一章 绪论1.1 研究背景与意义1.1.1 海量存储系统现状1.1.2 海量存储系统功能需求1.2 研究内容及目标1.3 论文结构第二章 海量存储系统2.1 基于网络的存储系统介绍2.1.1 网络文件系统2.1.2 共享存储（SAN）集群系统2.1.3 面向对象的分布式存储系统2.2 典型海量存储系统介绍2.2.1 PVFS2.2.2 Lustre2.2.3 GoogleFS2.2.4 Panasas2.3 本章小结第三章BLUEOCEAN 海量存储系统介绍3.1 BlueOcean 系统架构3.2 管理节点3.2.1 元数据组织方式3.2.2 元数据持久化3.2.3 元数据高可用性3.3 数据节点3.3.1 数据保存方式3.3.2 数据高可用性3.3.3 数据副本一致性3.4 客户端3.5 本章小结第四章BLUEOCEAN 客户端总体架构设计4.1 客户端常见架构方案分析4.1.1 常见架构方案的分析4.1.2 FUSE 架构方案设计4.2 客户端总体架构设计4.2.1 用户态FUSE 模块设计4.2.2 系统接口模块设计4.2.3 系统缓存模块设计4.3 客户端通信交互设计4.3.1 交互协议设计4.3.2 网络通信设计4.4 本章小结第五章 BLUEOCEAN 客户端系统接口设计5.1 客户端系统接口总体设计5.2 元数据操作接口设计5.2.1 查询型元数据操作接口5.2.2 修改型元数据操作接口5.3 数据操作接口设计5.3.1 I/O 流水机制介绍5.3.2 读操作接口设计5.3.3 写操作接口设计5.4 客户端系统接口的程序实现5.5 本章小结第六章 BLUEOCEAN 客户端缓存机制设计6.1 缓存机制的关键问题6.1.1 缓存一致性问题6.1.2 缓存的替换策略6.1.3 缓存的更新策略6.2 客户端元数据缓存机制6.2.1 元数据缓存作用6.2.2 元数据缓存一致性6.2.3 元数据缓存替换与更新策略6.3 客户端数据缓存机制6.3.1 数据缓存作用6.3.2 数据缓存一致性6.3.3 数据缓存替换与更新策略6.4 客户端缓存机制的程序实现6.5 本章小结第七章 BLUEOCEAN 客户端性能测试7.1 测试环境7.2 顺序读写性能测试7.2.1 单客户端顺序读写测试7.2.2 多客户端顺序读写测试7.3 元数据操作性能测试7.3.1 单客户端元数据性能测试7.3.2 多客户端元数据性能测试7.4 缓存机制效果测试7.4.1 数据缓存效果测试7.4.2 元数据缓存效果测试7.5 本章小结第八章 总结与展望8.1 本文总结8.2 研究展望参考文献致谢攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
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标签：海量存储系统论文; 客户端设计论文; 用户态文件系统论文; 缓存机制论文;
