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基于内容存储关键技术研究与实现

作　者: 侯玮玮
导　师: 王春露
学　校: 北京邮电大学
专　业: 计算机应用
关键词: 基于内容存储面向对象存储网络存储数据压缩
分类号: TP333
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 108次
引　用: 2次
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内容摘要

随着信息化程度的不断提高，数据对于企业的重要性凸现，存储技术在其中起到的作用日益增加，而网络技术的发展以及数据量的飞速增长，需要新的存储网络技术适应现有的网络和存储环境。面向对象存储网络这种新的存储网络体系结构，结合SAN和NAS的优点，逐渐成为学术界和工业界关注的热点。基于内容存储是面向对象存储的一个典型范例，除了具有面向对象存储的优点之外，还具有数据压缩和保持数据完整性等优点。本文研究了基于内容存储的关键技术，包括对象和对象ID生成方法、元数据管理、存储空间管理、数据压缩技术和WORM技术。在此基础上完成了基于内容存储网络CASN的总体设计，并提出了新的安全模型和协议。同时，本文还设计并实现了一种基于内容的存储设备CASD。CASD使用根据对象内容得到的Hash值作为存储对象的标识，并以此来访问存储对象。这种方法具有一次写的功能，防止意外或者恶意的数据破坏。此外，CASD还能去除重复数据，可以节约存储空间和节省网络带宽。以上这些特性使得CASD具有很广泛的应用前景。本文介绍了基于内容存储的主要应用场景，并提出了一种基于内容存储技术在分布式文件系统中的应用。本文在CASD的基础上，搭建了基于内容存储网络原型系统。为了进行对比测试，搭建了Intel OSDN、NFS和iSCSI三种网络存储系统，并分别比较了CASN系统和这几个存储系统的性能。实验结果表明，CASN系统和其他网络存储系统相比，性能具有一定的优势。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章绪论  9-14
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 国内外相关研究  10-12
  1.3 论文组织结构  12-14
第二章存储网络技术分析  14-24
  2.1 直接存储 DAS  14-15
  2.2 网络附加存储 NAS  15-16
  2.3 存储区域网络 SAN  16-18
  2.4 面向对象存储 OSD  18-22
    2.4.1 对象存储体系结构  18-19
    2.4.2 对象存储系统的组成  19-21
    2.4.3 对象存储的特性  21-22
  2.5 基于内容存储 CAS  22-24
第三章基于内容存储(CAS)关键技术  24-34
  3.1 对象和对象 ID 生成方法  24-26
  3.2 元数据管理  26-28
    3.2.1 MDS 元数据管理  26-27
    3.2.2 CASD 元数据管理  27-28
  3.3 对象分配方法  28-29
  3.4 存储空间管理  29-31
  3.5 数据压缩技术  31-32
  3.6 WORM 技术  32-34
第四章基于内容存储网络系统(CASN)  34-38
  4.1 CASN 系统总体设计  34-35
  4.2 安全模型和协议  35-36
  4.3 CAS 存储设备体系结构  36-37
  4.4 CAS 设备接口  37-38
第五章基于内容存储设备(CASD)设计与实现  38-53
  5.1 基于内容存储设备模块设计  39-42
    5.1.1 hash 计算模块  39-40
    5.1.2 元数据管理  40
    5.1.3 空间管理模块  40-41
    5.1.4 磁盘 I/O 模块  41-42
  5.2 基于内容存储设备实现  42-51
    5.2.1 字符设备和块设备  43
    5.2.2 关键数据结构  43-45
    5.2.3 设备驱动程序具体实现  45-51
  5.3 基于内容存储的主要应用  51-53
第六章性能测试和评价  53-62
  6.1 系统搭建和测试方法  53-56
  6.2 CASN 存储网络系统性能测试  56-62
    6.2.1 CASN 同 Intel OSDN 存储网络系统性能比较  57-58
    6.2.2 CASN 同 NFS、iSCSI 存储网络系统性能比较  58-62
第七章总结及下一步工作  62-63
参考文献  63-66
致谢  66

基于内容存储关键技术研究与实现

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