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高性能分布式网络存储系统关键技术研究

作　者: 程孟飞
导　师: 冯丹
学　校: 华中科技大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 分布式网络存储系统系统访问接口虚拟接口虚拟接口存储体系结构
分类号: TP333
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

随着信息技术和网络技术的快速发展,面对海量信息的存储,如何构建高性能的分布式网络存储系统成为当前存储研究的重要课题之一。对分布式网络存储系统的访问接口进行了研究与分析,研究了网络块设备和SCSI(Small Computer System Interface)块设备两种分布式网络存储系统访问接口的实现方法,并进行了详细的比较分析,得出SCSI块设备驱动的完备性和高效性更适用于构造分布式存储系统。对分布式网络存储系统中网络通信协议进行研究,得出一种轻量级通信协议VI(Virtual Interface),并针对存储系统进行内核级的网卡驱动开发,能减少数据拷贝次数和降低软件开销,从而有效地提高系统的性能。采用VI互连多个存储节点,设计实现客户端软件和存储节点软件,构建了一个新型的高性能分布式网络存储系统VISA(Virtual Interface Storage Architecture)。其特点是综合了VI在高性能通信传输方面的优势以及SAN(Storage Area Network)在网络存储上的优点,实现了廉价而高效的存储区域网。同时客户端采用动态数据分块算法和存储节点利用多线程编程技术使得系统的性能有了更进一步的提高。对VISA系统和基于TCP/IP协议构建的网络存储系统进行读写性能综合对比测试,结果显示VISA系统在性能方面具有较为明显的优势。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-17
  1.1 存储技术现状  8-9
  1.2 网络存储技术介绍  9-12
  1.3 分布式网络存储系统构成及涉及到的关键技术  12-16
  1.4 本文的内容与组织  16-17
2 分布式网络存储系统访问接口设计  17-28
  2.1 网络块设备驱动接口设计  17-22
  2.2 SCSI 块设备驱动接口设计  22-27
  2.3 两种网络存储系统访问接口比较分析  27
  2.4 本章小结  27-28
3 分布式网络存储系统的网络通信协议  28-43
  3.1 VI 协议的相关规范  28-32
  3.2 VI 协议的部分关键技术  32-37
  3.3 内核级VI 千兆网卡驱动实现  37-42
  3.4 本章小结  42-43
4 分布式网络存储系统VISA 的实现  43-61
  4.1 VISA 系统体系结构  43-45
  4.2 客户节点软件设计及实现  45-51
  4.3 存储节点软件设计及实现  51-58
  4.4 VISA 系统主要特点及工作流程  58-60
  4.5 本章小结  60-61
5 系统测试及分析  61-66
  5.1 测试环境  61
  5.2 测试工具  61-62
  5.3 系统功能测试  62
  5.4 系统性能测试  62-65
  5.5 本章小结  65-66
6 全文总结  66-68
致谢  68-69
参考文献  69-72
附录攻读学位期间发表论文目录  72

高性能分布式网络存储系统关键技术研究

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