BW-VSDS:大容量、可扩展、高性能和高可靠性的网络虚拟存储系统

设计并实现了一个大容量、可扩展、高性能和高可靠性的网络虚拟存储系--BW-VSDS.和其他网络存储系统对比,它有如下的特点:1)采用带内元数据管理和带外数据访问的虚拟存储管理架构,存储管理更灵活,并且系统扩展性更好;2)在单个节点内部的多个虚拟卷、多个虚拟池和多个网络存储设备上利用存储虚拟化技术重构得到面向多种存储应用的网络虚拟存储设备,实现了3层的层次化存储虚拟化模型,对内共享存储设备的容量和带宽,对外提供不同属性的虚拟磁盘;3)采用写时按需分配策略提高了存储空间的利用率,使用数据块重组提高了I/O读写性能;4)使用设备链表和位图实现了层叠式虚拟快照,支持增量快照、写时拷贝和写时重定向机制,实现源卷和快照卷的数据共享;5)提出结合带外存储虚拟化管理的后端集中的带外冗余管理结构,数据读写直接访问存储节点,冗余管理节点在磁盘上以日志方式缓存从存储节点镜像写的数据,然后在后台进行RAID5冗余计算,提高了活跃数据的可靠性,减轻了冗余计算对写性能的影响.     

一种新的基于SAN的SNAPSHOT设计与实现

快照技术是实现在线热备份的重要技术手段，也是进行数据迁移和远程镜像的重要的技术组成．提出并实现了一种与操作系统平台无关的快照系统，通过在设定快照情况下以100-2000MB数据量进行COW操作和无快照情况下的写命令的完成时间，以及同LVM快照系统进行了快照创建时间延迟的比较，表明本文实现的快照系统在缩短快照创建延迟、处理写命令上具有更好的性能．     

一种新的复合快照技术的研究与设计

针对当前镜像分离技术占用存储空间大、快照数量受限且无法解决系统逻辑错误,以及写前拷贝技术与重定向写技术因共享源卷数据而无法解决磁盘物理损坏造成的数据丢失问题,有效结合镜像分离技术与重定向写技术的优点,设计一种复合快照机制。既保留源数据卷的全备份,解决快照数量限制的问题,又完整地保存了增量快照数据,实现了应用复合快照技术的数据保护系统兼备了数据容错与容灾能力。     

Linux上LVM快照数据一致性迁移

在基于Linux的生产系统中,人们越来越普遍地利用LVM的快照技术做数据一致性迁移和文档版本回溯,但是对于性能分析方面目前还没有相关论述文章。详细介绍LVM快照数据一致性迁移,着重分析迁移失真度以及由此带来的生产系统性能损耗,并通过实验证明性能损耗不会超过10%的结论。     

一种迭代式快照系统的设计与实现

VSVM是一个提供了迭代式快照机制的逻辑卷管理系统。该快照机制针对于普通应用,允许快照逻辑卷正常读写,支持对任意快照逻辑卷(可能是经过多次快照迭代操作产生的逻辑卷)继续创建快照。快照的可迭代性确保了对快照数据的高效灵活的管理。VSVM在快照逻辑卷的数据映射上采用了直接映射的方式,使得快照迭代操作次数的增加并不影响其处理复杂度,并在设计方面理论上消除了对快照操作迭代次数的限制。论文实现了VSVM的迭代快照原型并给出了性能分析。试验结果表明系统具有较强的快照性能,单个系统可以支持上百个迭代式快照逻辑卷的并发密集读写,迭代快照适于普通应用使用。     

复合式快照算法及其两种变型的分析与比较

快照技术在备份、数据挖掘等领域有着广泛的应用,而创建快照的方法也有很多种。复合式快照算法是一种新型的快照生成技术,该算法可以创建不限长度的快照链,并且每个卷可以提供合理的读写性能。该文分析了该算法的流程,并提出了该算法的两种变型。在性能测试与空间利用率测试的基础上,对该两种变型进行了分析与比较。     

一种共享式存储系统的备份与恢复

VSVM是具有迭代式快照机制的逻辑卷管理系统。该文针对VSVM的应用性能和系统构成提出了备份/恢复的机制与方法，使VSVM逻辑卷上的用户数据及逻辑卷间快照结构都能得到保护和恢复，保持了VSVM与快照结构相关的性能特性。逻辑卷备份数据与快照创建时刻数据状态被独立分开，其余的机制和方法在此基础上使系统能够支持逻辑卷间彼此独立的备份策略，保证数据备份与恢复的步骤的简单性，为数据的实际备份应用带来方便。     

用于依赖快照的高效写算法HPSW

使用快照技术可以生成存储系统在某时间点完全可用的数据副本,从而可使用该副本对存储系统实现备份、测试、在线分析和数据挖掘等操作。对快照的各种实现技术进行了分类与比较,详细说明了依赖快照的实现原理及优点,并针对在写依赖快照时可能造成的数据不一致的问题提出了一种高效的写算法HPSW;实验表明该算法具有良好的性能,克服了依赖快照的缺点,具有很好的实际应用价值。     

基于同一快照卷的多时间点的增量快照设计

存储子系统层次的快照系统常用的数据复制技术主要有拆分镜像和写前拷贝等。论文在比较两者特点的基础上,将两者有机地结合起来,提出了基于同一快照卷的多时间点增量快照。然后详细分析了快照过程中位图表示的数据状态和变换设计,尤其是多时间点快照的接管。最后分析了该快照方案的功能应用,包括快照卷拆分、数据恢复和快照卷升级等。     

基于VDL的附网存储快照及在线备份新技术

针对现有NAS系统在快照及在线备份技术方面存在的问题,该文提出了一种通过虚拟设备层(VDL:VirtualDeviceLayer)实现了NAS的快照和在线备份技术。在VDL中:通过一个快照盘保存在快照和备份期间系统的写操作,实现NAS的快照和在线备份;以设备驱动模块实现,与具体的文件系统无关,使其适用性更为广泛,并让现有的离线备份软件实现在线备份功能;在驱动模块内部对数据的小写进行了优化,较大的提高了办公/工程环境下工作负载的小写性能;备份的初始化时间几乎可以忽略不计,大大提高了存储系统的可用性;实现了存储虚拟化功能,从而将多个存储接点整合成单一的存储池。通过大量的测试表明,VDL对系统整体I/O性能和应用程序影响很小,同时表现出优良的小写性能,达到了预期的效果。     

一种基于集群环境的虚拟存储系统研究与实现

虚拟存储管理系统能够根据用户的需要随时在线调整存储卷的容量，而且能够提供快照、在线数据备份等功能，成为存储系统中重要的功能中间件．然而传统的服务器存储管理系统不能适应集群环境下的数据管理，尤其是随着SANs（Storage Area Networks）技术的日益发展与普及，研究集群环境下的虚拟存储系统成为迫切任务．本文通过对虚拟存储技术的研究，提出了集群环境下虚拟存储系统的模型CVM．分析了其中的关键技术．并且给出了一个具体的实现方案和测试结果，结果表明，CVM系统能够有效实现共享存储环境下的虚拟存储管理．同时提供了在线数据备份、数据镜像等功能，具有很好的容错特性，较好实现了集群环境下的共享存储管理．     

存储系统中的Snapshot技术研究

该文对存储系统中的Snapshot技术进行了探讨。Snapshot技术是存储系统和文件系统备份的一种重要技术,使用该技术能够实现快速的联机数据备份。Snapshot有Copy-on-Write和Split-Mirror两种实现方式,除了备份以外,Snap-shot技术还可以应用于其它领域。     

基于云计算的r氐冗余远程智能恢复系统的实现

随计算机使用者的范围日益广泛,诸多原因导致的数据受篡改,使得计算机软件或操作系统的完整性和可用性遭到破坏。然而计算机使用者在选择数据恢复方式时,却遇到数据恢复性能偏低、数据流量冗余量大等困境。文章以Windows操作系统为基础,对当前计算机的数据安全问题和数据备份机制进行了分析和论述,设计了共享数据的低冗余安全存储与分发机制和基于注册表关联的动态软件快照生成算法。并在此基础上,设计并实现了基于云计算的低冗余远程智能恢复系统,包括软件快照、系统快照、快照检测、快照恢复、软件启动保护、低冗余云存储等系统功能。     

面向多虚拟机的分布式存储系统

通过分析虚拟桌面系统对存储系统的要求,设计并实现了面向多虚拟机的分布式存储系统——虚拟机存储系统(virtual machine storage,VMStore)。分布式技术具有灵活性和可扩展性,因此采用分布式技术提高多虚拟机存储系统的吞吐率。在元数据管理中采用直接块索引结构以获得更好的快照性能,并采用去冗余技术减少多虚拟机镜像之间的冗余数据。实验结果显示存储系统具有较好的吞吐能力,且快照和去冗余的开销对整个系统的影响较小。