基于QoS的数据迁移模型的设计

结合对象存储的特点,提出基于QoS的存储系统模型。该模型将迁移任务划分为细粒度的迁移请求,使对象存储设备在实现数据迁移的同时能响应I／O请求。元数据服务器按相同的标准给I／O请求和迁移请求分配相应的收益,使对象存储设备能采用收益最大算法调度I／O请求和迁移请求,从而提供更高的服务质量。通过收益预测和带宽预留实现在线最大收益调度算法。实验表明,最大收益算法与通常的迁移优先算法和固定平均迁移率算法相比,对系统的I／O性能影响最小。     

一种基于iSCSI的附网存储服务器系统的设计与实现

随着应用的高速发展,容量大、响应快、高性能NAS正成为网络存储领域的研究热点。针对这种情况,设计了一种基于iSCSI协议的专用附网存储服务器(iSCSI-based NAS,iNAS),在iNAS中,通过iSCSI软件实现模块,使得iNAS同时提供file I／O和block I／O服务,实现了NAS和SAN的融合;通过在RAID控制器和用户内存之间的直接数据传输(零拷贝),极大地提高了iNAS的I／O响应速度．通过一个多级分流的设备驱动程序,将多个RAID整合成单一的存储池,从而实现了存储虚拟化,实验结果显示,iNAS对文件I／O请求和块I／O请求都具有极高的响应速度。     

一种高性能的USN文件服务器的研究与实现

随着网络上的数据呈爆炸性的增长，融合NAS和SAN技术的USN(统一存储网)正成为新的研究热点．针对传统文件服务器的缺点，我们实现了一个新的基于USN的文件服务器UsnFS(USN-based File Server)，在文中，我们详细介绍了这种文件服务器的设计方案，并进行了相应的试验测试和性能分析．     

一种性能优化的小文件存储访问策略的研究

在分布式文件系统中,小文件的管理一般存在访问性能较差和存储空间浪费较大等缺点.为了解决这些问题,提出了一种性能优化的小文件存储访问(SFSA)策略.SFSA将逻辑上连续的数据尽可能存储在物理磁盘的连续空间,使用Cache充当元数据服务器的角色并通过简化的文件信息节点提高Cache利用率,提高了小文件访问性能;写数据时聚合更新数据及其文件夹域中的相关数据为一次I/O请求写入,减少了文件碎片数量,提高了存储空间利用率;文件传输时利用局部性原理,提前发送批量的高访问率的小文件,降低了建立网络连接开销,提升了文件传输性能.理论分析和实验证明,SFSA的设计思想和方法能有效地优化小文件的存储访问性能.     

可扩展的附网存储系统的研究与实现

随着网络数字信息爆炸性的增长和应用高可用性的需求，海量、高可扩用性、高可展性的存储系统正成为网络存储领域的研究热点．针对这种情况，我们借助存储虚拟化和冗余技术，将多个NAS存储服务器器融合成一个可扩展的大NAS(SNAS：Scalable NAS)．在SNAS中：通过SNAS_UIOS_FS文件系统能将多个NAS融合成一个大的NAS，并向用户提供一个统一的存储视图；通过SNAS_LOADBA_FS文件系统能在多个NAS存储服务器之间提供负载均衡；通过iSCSI协议模块使SNAS能同时提供文件10和块10，它融合了NAS和SAN的优点．实验结果显示SNAS有超高速的文件I／O和块I／O响应速度．     

文件秒传系统在云存储环境下的设计与实现

针对云存储环境下用户数据上传速度慢的问题,设计一个文件秒传系统FSTS(File Second Transmission System)。该系统基于云存储服务器充足的数据资源,建立元数据资源库,通过将文件设计为资源共享的方式实现数据秒传,元数据资源库将云存储服务器上的数据通过唯一标识数据内容的字段组织起来,以此来保证该资源库中没有重复的数据。用户在上传数据到云存储服务器时,如果该数据的唯一标识已经存在于元数据资源库,那么只需要增加该记录的引用计数即可完成用户数据的上传,而无需通过网络传输数据的任何内容,即实现了文件的逻辑上传,并且保证了对数据的后续操作都是正常的。实验结果表明,该文件秒传系统可以很好地提高数据的上传速度以及提高云存储服务器存储空间的利用率,该方案在云存储环境下是可行的、有效的。     

虚拟网络存储空间划分与抽象技术研究

虚拟网络存储正在成为存储领域研究的热点,然而现有的虚拟化技术大多缺乏具体有效的空间划分与抽象技术。本文在分析网络存储特点的基础上,提出了网络存储的总体抽象拓扑结构模型,给出了一种虚拟网络存储空间的划分与映射方式,并研究了客户端和服务器端的虚拟I／O重定向技术,最后探讨了虚拟存储服务器的性能模型。     

一种基于iSCSI的对象存储安全系统的设计与实现

随着应用的高速发展,性能高、安全性强的IP存储正成为网络存储领域的研究热点。本文针对这种情况,在OSD命令集的基础上,设计了一种基于iSCSI协议的专用对象存储安全系统（iSCSI-based Object Storage Security System,iOBS3）。借助iSCSI的块数据通道和OSD内置的安全策略,使得iOBS3同时具备块I／O的高速传输带宽和对象I／O的访问控制能力;通过在IP层加入IPSec协议,提高了iOBS3的传输安全性;在发起端和目标端同时采用零拷贝TCP机制,大幅度地提高了iOBS3的I／O带宽。实验结果显示,相对iSCSI,iONS3在保证安全性的同时,具有更高的传输速度。     

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提出了一种两级元数据服务器机群文件系统的负载平衡策略,高级元服务器依据与二级元服务器性能最密切相关的负载信息将任务快速分配,在存储文件时,提出了一种能正确反映各存储节点I/O流量和存储量的方法:计算文件热量值,并据此对待存文件进行了合理的分配存储.实验结果表明,该策略提高了系统的性能,缩短了任务执行时间,取得了较好的效果.     

一种基于对象存储系统的元数据缓存实现方法

对象存储系统中元数据访问速度是影响文件系统性能的关键因素之一。提出了一种在客户端实现元数据缓存的方法,并用元数据操作协议保证缓存一致性,基于Hash的LFU-DA算法提高缓存查找效率。实验表明该方法减少了系统平均服务响应时间,提高了系统的I／O性能。     

并行网络文件系统PNFS性能评测与分析

传统的网络文件系统难以满足高性能计算系统的I/O 需求,并行网络文件系统——PNFS可以有效地解决传统网络文件系统在可扩展性、可用性和性能上存在的问题。首先对PNFS的体系结构进行了设计,实现了元数据服务器与存储服务器的分离,消除了由于集中服务器结构引发的I/O瓶颈问题。然后,对PNFS的原型系统进行了性能测试,并与相同环境下NFS的测试结果进行比较与分析,结果表明PNFS能够为客户端提供并行访问文件数据的能力,有着较高的I/O读写带宽和较低的访问延迟,同时实现了客户端I/O带宽与存储服务器规模之间的线性可扩展关系,能较好地满足高性能计算中的I/O需求。     

开放式安全存储区域网模拟平台

模拟系统是研究与测试系统功能的重要方法,分析了现有存储区域网模拟系统,针对测试各类应用于保护存储区域网系统的安全机制,设计了开放式安全存储区域网模拟平台.使用线程模拟存储区域网系统中的主机、元数据服务器和存储设备,使用缓冲区模拟存储区域网系统中的通信,实现了接收访问请求和主机模块,构建了元数据和存储设备模块的框架,提供了实现元数据管理和存储设备中数据管理功能的功能接口,能模拟存储区域网的各项功能;在元数据和存储设备模块中提供了增加安全保护机制的安全接口,通过实现的不同安全保护机制,能模拟各类安全存储区域网系统,从而为测试各类应用于保护存储区域网系统的安全机制提供良好的平台;最后在元数据和存储设备模块中,通过功能接口实现了基本的元数据管理和存储设备中的数据管理功能,测试系统是否能正确地处理访问请求,完成存储区域网的功能.测试结果表明:开放式安全存储区域网模拟平台能模拟存储区域网处理访问请求的流程,为测试各类应用于保护存储区域网系统的安全机制提供了良好的基础.     

一种NAS系统的设计模型与性能分析研究

与传统的存储服务器相比，附网存储体系具有诸多的优点．它实现了数据在存储设备到客户机之间的直接传输，提高了系统的整体性能，是目前新型的分布式存储解决方案．文中分析了基于附网存储的数据传输特点，并在此基础上提出了系统实现的设计模型．同时，我们对两种不同的存储方案造成的性能差异进行了研究，结果表明，附网存储系统能够有效地减轻服务器的负载，更充分地利用网络资源，如磁盘中缓存、磁盘处理器性能等．     

USN安全研究与设计

With the development of networked storage, the USN converging NAS and SAN appears, USN has many virtues: high performance, low lost and so on, but its security becomes more complex. Considering the situation,with making a deeply research on the performance, characteristic, and the architecture of the USN, the paper designs and implements a USN-based security algorithm, in which, the encryption and decryption are performed on the clien-t. and the USN server only provides identity authentication for user and the integrity verification for data. The test result indicates the algorithm can prevent many kinds invalid attacks, and make few influences on performance of the USN.     

对象存储系统中自适应的元数据负载均衡机制

面向对象的存储系统在研究、工程以及服务领域均得到了广泛的应用.在面向对象的存储系统中,元数据的负载均衡对于提高整个系统的I/O性能具有重要的作用.现有的元数据负载均衡策略不能动态地平衡元数据的访问负载,而且自适应性以及容错特性有待提高.提出了一种自适应的分布式元数据负载均衡机制(adaptabledistributed load balancing of metadata,简称ADMLB),包含基本的负载均衡算法和分布式的增量负载均衡算法.采用基本的负载均衡算法按照服务器的性能公平地分布负载,使用分布式的负载均衡算法定时地调整负载的分布.ADMLB采取分布式的方法均衡地在元数据服务器之间分布负载,根据负载的变化自适应地进行调整,具有很好的容错特性,而且用户可以高效地定位元数据服务器.     

基于CDN和P2P的分布式网络存储系统

把用户的文件分片后均衡存储在不同的分布式存储节点上,并利用虚拟目录服务器和基于P2P—DHT的目录服务器把文件元数据与文件数据片高效地对应起来,以提供高效目录服务,分布式存储节点以P2P方式工作以快速完成用户对文件数据的请求任务。分布式网络存储系统DNSS充分利用了CDN和P2P的技术优势,有较高的可用性、可靠性和可扩展性。DNSS已经在中国科学技术大学应用。