存储系统负载自相似性研究综述

I/O突发是造成I/O瓶颈的一个主要原因,研究I/O负载中普遍存在的突发性并对负载进行精确合成,对存储系统设计及其性能评价具有重要意义。对实际I/O负载的研究表明,传统的泊松假定难以准确地描述长时间范围内的I/O突发行为。研究发现,I/O突发在不同时间尺度下具有相似性,即I/O负载具有自相似性,因此,自相似模型被用来刻画I/O负载中的长相关性。针对I/O负载自相似参数估计,总结了各种常用的时域和频域估值方法。着重对已有的I/O负载合成模型进行了剖析,讨论了各种自相似模型、多分形模型以及alpha稳定模型的特点。探讨了有待解决的开放性问题,并对I/O负载自相似性研究的发展趋势进行了展望。上述工作将对存储负载的自相似性研究提供有益参考。     

一种网络存储技术新方案——智能网络磁盘集群存储系统

针对网络存储技术中存在的一些问题,提出一种网络存储技术新方案——智能网络磁盘集群存储系统．通过“分散服务、集中管理”模式,有效解决了普遍存在的单点失效问题;通过设计一种虚拟文件系统,将多个存储节点虚拟成一个超大容量、集中化的数据存储中心,满足了海量信息存储的大容量、可扩展性等要求;通过多数据布局方法,满足了数据完整性和吞吐率等不同数据存储要求;最后分别提出了一种智能I／O调度和自适应负载均衡方案．     

网络存储系统中I/O请求响应时间的研究

网络存储技术从很多方面改善了传统基于主机的存储系统的不足，但由于在数据存储和处理之间增加了网络，对整个I／O请求过程产生很大的影响，使得I／O性能难以准确地估计．通过对两种常用的网络存储系统——NAS和SAN的基本存储过程进行分析，提出了针对网络存储系统中I／O响应时间的性能评估模型．通过实验，发现这个模型在很大程度上能够对存储网络的性能进行评价．结果表明存储网络的性能不光和存储设备以及网络设备的物理性质有关，还和具体的负载状况密切联系．另一方面，FC(光纤通道)对负载状况的依赖性远远小于TCP／IP网络，就I／O响应速度而言，FC有更好的性能．     

网络存储环境下的I／O负载

网络存储改变主机系统与存储设备间的连接关系，利用存储设备的计算能力直接向网络用户提供存储服务。这种结构的改变使系统存储处理模式相应发生变化，导致存储设备 I／O负载特征发生变化。本文提出存储系统负载不仅与应用环境相关，还与系统存储处理模式相关的观点，并据此分析了传统存储系统和网络存储系统的I／O负载特征。     

闪存存储系统综述

闪存因其低延迟、高并发、低能耗、体积小等特点受到了广泛关注.首先讨论了简单利用闪存固态盘替换传统磁盘的方式隐藏了闪存特性,限制了软件系统对闪存特性充分利用的不足.然后,分析并比较了现有包括闪存加速卡、闪存阵列、基于闪存的分布式集群系统等基于存储介质直接构建的闪存存储系统的特点,归纳了其通过改变硬件接口、调整软件或控制器管理模块、匹配处理器与I/O处理能力等方式实现系统低延迟、高可靠、低能耗等特性的优化方法.然后重点讨论了闪存存储系统3个方面的关键技术：基于I/O栈调整与重构的存储性能优化、系统级可靠性、体积与能耗.最后总结了闪存存储系统的现状与特点,并指出未来可能的研究方向.     

基于冲突检测的高吞吐NVM存储系统

非易失性存储器(non-volatile memory, NVM)是解决计算机系统存储墙问题的有效手段,但现有的I/O栈缺乏相应的适应和优化机制,特别是基于文件系统的锁机制是影响NVM存储系统性能的重要因素.将存储系统访问请求的管理嵌入到存储设备中,利用NVM存储设备自主管理访问请求,使用基于冲突检测的方法代替基于文件系统的现有锁机制,提高操作系统执行访问请求的并发度,缓解设备接口带来的瓶颈问题.给出了高吞吐NVM存储系统的结构,设计了一种基于二维链表的访问请求管理方法减少访问请求管理中的冲突,一种基于冲突检测的访问请求调度算法用于管理NVM存储设备中共享的访问请求,并给出了新访问请求提交和已有访问请求释放流程,并基于Intel的开源NVM存储设备模拟器PMEM实现了HTPM的原型系统,使用Filebench中的多种负载和Fio测试了HTPM的吞吐率和I/O性能,实验结果表明：HTPM相比PMEM最大能提高31.9%的IOPS值和21.4%的I/O性能.     

网络磁盘阵列中的底层I／O策略研究

本文基于网络磁盘阵列的工作特征，提出了一种标记命令排队策略。该策略通过跟踪网络磁盘阵列所接收的多个网络用户的请求，按这些请求的数据的逻辑地址进行排队，使 得系统的性能得到改善。理论分析和测试结果表明，这一策略使磁盘的磁头臂按一定的规律移动，降低了磁盘的I／O时间，缩短了I／／O平均响应时间，提高了系统的整体性
性能。     

支持高并发访问的新型NVM存储系统

I/O系统软件栈是影响NVM存储系统性能的重要因素。针对NVM存储系统的读写速度不均衡、写寿命有限等问题，设计了同异步融合的访问请求管理策略；在使用异步策略管理数据量较大的写操作的同时，仍然使用同步策略管理读请求和少量数据的写请求。针对多核处理器环境下不同计算核心访问存储系统时地址转换开销大的问题，设计了面向多核处理器地址转换缓存策略，减少地址转换的时间开销。最后实现了支持高并发访问NVM存储系统（CNVMS）的原型，并使用通用测试工具进行了随机读写、顺序读写、混合读写和实际应用负载的测试。实验结果表明，与PMBD相比，所提策略能提高1%~22%的读写速度和9%~15%的IOPS，验证了CNVMS策略能有效提高NVM存储系统的I/O性能和访问请求处理速度。     

可伸缩分布共享大规模并行I／O系统设计

如何有效地解决I／O瓶颈问题，一直是高性能并行计算机有待研究解决的关键技术。我们提出了一种可伸缩分布共享并行I／O系统方案，并自行研制了结点控制器芯片和路由器芯片，研制了原型系统SDSP604。为实现系统的计算、通讯和I／O性能随着系统规模均衡扩展的目标，该系统基于CC-NUMA系统结构，采用了合理的分布共享并行I／O系统结构。     

网络存储安全系统研究综述

网络存储系统可统一为用户提供集中、共享和海量的存储服务.简要介绍了网络存储安全系统的研究概况,总结分析了当前网络存储安全机制及其优缺点,并指出了网络存储安全系统实现的主要关键技术,最后根据当前软硬件的发展和应用的发展需求,展望了网络存储安全的研究方向.     

基于存储域网络的图文管理信息系统

存储域网络SAN（Storage Area Network)是为了满足Internet发展需要而兴起的一门新技术,由调整网络通道连接起来的存储池组成,SAN能够实现服务器之间以及外部或者独立的存储设备之间的高速可靠访问。本文从SAN的概念出发,系统地分析了存储域网络的结构及特点,研究了SAN技术的实现和管理软件功能,并通过实例说明了SAN技术的实际应用。     

构建安全的分布式网络存储系统

传统的网络存储系统采用集中的存储服务器存放所有数据,使得存储服务器成为系统性能瓶颈和可靠性、安全性的焦点,不能满足大规模存储应用的需要。分布式网络存储系统采用可扩展的系统结构,利用多台存储服务器分担存储负荷,利用位置服务器定位存储信息,它不但提高了系统的可靠性、可用性和存取效率,还易于扩展。本文从系统结构、实现方法、安全策略和效率、可靠性分析等方面对分布式存储系统进行了探讨。     

一种WORM光盘文件存储系统的设计

本文讨论了ＷＯＲＭ光盘构成文件存储系统时由于写一次特性引起的各种处理方式。给出了一种契档后备式文件系统的设计。详细说明了其层次结构、文卷结构、文件结构，以及用户界面、层内部界面等设计。同时给出了速度及可靠性的设计考虑。     

网络管理系统研究

随着近几年来计算机网络的迅猛发展，计算机网络的模型不断扩大，复杂性不断增加，网络的异构性越来越高，网络管理也愈必受到人们的重视。当前有许多商用网络管理系统，但都或多或少的存在着一些问题。针对此，本文分析了在开发一个网络管理系统时应重点考虑的若干问题，提出了今后网络管理系统研究应注意的一些方向。最后结合这些问题结一个具体的网络管理系统进行了分析与研究。     

基于流量统计的网络计费系统的设计实现

随着网络的发展和人们对网络服务质量要求的提高,网络计费变得越来越重要,现有计费系统已经不能满足现在网络计费的要求,而基于流量统计的网络计费将成为下一代网络计费的模式.讨论了现有各种主要网络计费方式的原理和应用场合,分析和比较这些计费方式的优缺点.着重描述了因特网记账的需求与流测量的RTFM体系结构,并在此基础上提出了一个基于流量统计的高效的网络计费系统NAS(Network Accounting System)的解决方案.     

基于SAN的高可用性网络存储解决方案

存储域网络（SAN）是一种新的网络存储体系结构,通过集中式存储管理机制较好地解决了大容量信息的传递和存储问题,具有比传统网络存储模式更好的可用性、可伸缩性和可扩展性,可以大大提高整个企业网络的性能。本文详细论述了SAN的技术特性和构造方法。     

基于模糊聚类分析的大型信息系统网络环境逻辑设计

本文提出了大型管理信息系统网络环境逻辑设计的方法和过程。通过引用信息系统需求分析的有关数据对数据和应用进行模糊聚类分析,研究数据和应用之间的内在关系,划分出各个子系统,计算出各子系统之间的数据流量,依此为依据,进行信息系统网络逻辑设计。     

一种附网存储安全系统的研究与设计

附网存储是目前解决网络存储瓶颈最有效的方案之一,其安全机制有自己的特点,不同于一般的网络安全机制。我们根据附网存储的特点,设计了一个附网存储安全系统,本文重点介绍其应用级加密算法的设计与实现。     

关于网络安全管理系统的若干思考

随着信息安全技术的发展，大量安全解决方法和产品涌现，但这也为网络信息系统的安全管理带来了很大的挑战。随着网络应用的普及，我们越来越需要一个统一的网络安全管理系统。本文说明了采用网络管理技术来实现安全管理的好处，并提出了一个基于SNMP和MIB的安全管理平台的模型。