高可用性附网存储集群的研究与实现

高可用性附网存储集群的研究与实现

吴振宇[1]2004年在《高可用性附网存储集群的研究与实现》文中研究表明在对NAS高可用性集群的关键技术进行分析的基础上,深入研究了NAS高可用性集群的体系结构、单一系统映像技术等方面的内容。初步设计实现了一个双节点的NAS高可用性集群系统的原型,同时该系统具有良好的可扩展性。NAS高可用性集群系统设计中面临的首要问题是系统的体系结构。分析了传统NAS集群方案的基本原理、体系结构,建立了了一种高性能的NAS集群方案模型。它对用户采用分散服务,对全局源数据采用集中管理,发挥了分散和集中的各自优势,并详细讨论了它的实现原理。单一系统映像技术是建立NAS高可用性集群的关键技术之一,由于NAS集群主要用于数据存储,所以在实现单一系统映像时与I/O性能相关的技术是重点。说明了单一系统映像所提供的服务,详细讨论了实现单一I/O空间,单一入口点,单一文件层次结构的技术方案。NAS集群中的高可用系统软件是整个NAS高可用集群系统的核心部分。该系统软件在WindowsNT系统环境下设计实现,其核心的实现形式为WindowsNT下的系统服务。通过一系列的监测代理,实现了对系统状态的监测。整个系统实现了完全自动的故障接管。当一个节点上运行的应用出现故障后,系统能在很短的时间内将其自动转移到另外的节点上。

封仲淹[2]2006年在《NAS集群文件系统元数据管理的设计与实现》文中认为随着Internet的发展,信息的数据总量呈爆炸式增长,企业数据量每叁年就增加四倍,在日益增长的海量数据中快速访问所需的数据,并对数据进行处理,需要不断提高存储产品的访问速度。针对网络存储的发展现状,论述一种通过文件系统即NAS集群文件系统NCFS(NAS Cluster File System)来实现存储虚拟化管理方式,从而建立一个高性能、可扩展、易管理,能够灵活地适应不可预见的存储需要的网络存储环境。NCFS是一种吸收NAS和SAN系统技术优点、又能克服两者缺点的基于SAN架构的集群文件系统,也就是采用SAN的专用存储网络的体系结构,而每个存储节点采用NAS设备,利用NAS集群技术。在NCFS中,在元数据管理上采用分布式元数据管理,从而避免通常集群文件系统中集中式元数据管理器导致的单一失效点和性能瓶颈问题,并采用元数据分层式管理,从而能够有效减少存储服务器间的元数据信息量,提高系统性能并提高系统的可扩展性。针对安全管理,采用了多级安全管理措施,确保系统数据在任何情况下都完整、一致、安全。在并行访问策略上,借鉴于RAID思想,通过将数据分块存储在不同的存储节点上从而提高系统的并行性。通过NCFS元数据管理的设计,使整个系统运行在一个松耦合、异构的环境下实现全局命名空间,提高了系统的并行性和可扩展性。测试表明,在相同的网络环境下对同等大小的数据进行访问,各平台下的NCFS系统性能均优于基于ext3的samba性能和基于ntfs的Windows网络邻居性能,尤其是当request size大小很小时(低于64k时),性能提升达200%。

吕金博, 俞会利[3]2003年在《网络存储中构造高可用数据中心的研究》文中认为网络存储是当今世界新的热点研究方向。文章在分析传统存储系统体系结构缺陷的基础上,研究了网络存储的技术优势,讨论了NAS、SAN系统和ISCSI叁种当前的网络存储技术。同时,根据我企业对存储数据的需求及硬件环境的特点,结合目前光纤通道和集群技术,提出了一种构造高可用性数据中心的结构方案,给出了提高系统可用性的具体方法。

谢长生, 韩德志, 李小玉[4]2004年在《高可用的网络备份系统的研究与设计》文中研究指明随着网络数字信息爆炸性增长和关键应用需求,大容量、高可用性的存储系统成为存储领域的研究热点。针对这种情况,我们将多个NAS融合成NAS簇(NASC:NAS cluster),以满足海量存储需求;为保证高可用性的需求,我们开发了一个NASC网络备份系统(简称NASCC),使用户应用关键性数据可同时镜像到NASC中的两个或更多个NAS节点,也可将NAS中备份数据恢复到用户指定的设备。并且,当某个NAS节点出现故障时,其冗余备份NAS自动接替其备份/恢复任务,保证用户备份/恢复数据的高可用性。本文将重点描述NASCC的设计和实现。

曾国兵, 钟宁益, 万继光, 顾鹏[5]2004年在《分散服务集中管理的NAS集群方案研究与实现》文中指出通过分析传统集群方案的基本原理、体系结构,深入剖析了传统集群方案的优缺点,提出了一种高性能的NAS集群方案。它对用户采用分散服务,对全局源数据采用集中管理,发挥了分散和集中的各自优势,并详细讨论了它的实现原理。

韩德志, 谢长生, 吴伟, 胡玉平[6]2005年在《一种新的附网存储集群系统的研究与设计》文中研究指明设计了一种新的附网存储集群(简称NNASC)。在NNASC中:通过多用户文件系统将多iNAS(一种支持iSCSI的NAS)虚拟化成一个大的存储池,从而满足了海量存储和高扩展性的需求;通过iSCSI技术,NNASC同时提供文件I/O服务和块I/O服务,使NNASC具有NAS和SAN的优点;通过并行FTP,NNASC提供良好的并行文件I/O性能,并使整个NNASC的资源得到充分利用;通过高速附网通道,NNASC中的每一个NAS能同客户端直接通信,从而消除服务器瓶颈并提高了用户I/O请求的响应速度。实验结果显示,NNASC的文件I/O响应速度高于iNAS,比普通NAS的文件I/O响应速度高的更多,而块I/O响应速度也超过iNAS。

周刚[7]2006年在《基于磁光盘的医学海量图像归档系统的研究与设计》文中提出针对现有医学图像归档与通讯系统的服务器功能单一、用户响应慢、不支持远程访问等缺点,以及磁光盘的优良存储特性,设计并实现了一种新型的基于磁光盘的医学海量图像归档系统——虚拟磁光盘库。该服务器可进行磁光盘镜像,网络数据共享,客户端镜像文件访问和DICOM图像诊断等功能,更重要的是借助于此系统的特点和应用,磁光盘将会成为电子病历的载体。在对网络存储服务器构建的关键技术进行分析后,针对医学图像归档与通讯系统中存储介质共享的应用特点,通过建立一种虚拟磁光盘库来管理和存储每个病人的资料。利用普通PC机平台构建的磁盘资料库,用硬盘作为存储介质,具有无限容量,而且虚拟镜像文件的形式按磁光盘的容量大小和格式要求,将每个病人的资料单独作为一个存储单元进行有效管理和存储。借助于磁光盘设备的可多次读写性,病人可以采用磁光盘代替传统的病历。在虚拟磁光盘库系统中针对镜像文件访问的特点,自定义了一个专用镜像文件流协议,该协议精简了iSCSI协议中的命令数,提高了网络带宽的利用率。在数据读取过程中,利用Cache机制提高了系统的性能。在数据库组织上,针对磁光盘镜像文件的特点,将数据分为检查信息和镜像文件两部分。检查信息包括病人基本信息和检查相关信息,而镜像信息是磁光盘内容的反映,一个镜像文件代表一个病人的各种检查影像。对于镜像文件,本系统并不是直接放入到数据库中,镜像文件直接存储在我们的虚拟磁光盘库的存储服务器中,数据库只保留与之对应的路径信息,方便客户端对其进行访问。在客户端实现用户操作界面,包括各种表单的查询以及修改。在与现有医学图像归档与通讯系统采用的结构进行了相应的测试数据比较后,整个虚拟磁光盘库系统在数据传输率上有比较好的表现,具有高效率低成本的特点,并且经过实际的开发实现,目前的系统已经基本成为产品的雏形。

蒋博雅, 张江陵[8]2006年在《提高附网存储(NAS)可靠性的研究》文中研究说明本文通过高可用性技术—双击冗余热备份来提高网络附加存储系统的可靠性,给出了两种双机系统模型,且对两种双机系统模型进行了分析比较。

程炜烨[9]2007年在《一种Linux分布式存储系统的设计和实现》文中认为由于集成电路技术的快速发展,计算机的计算能力呈指数增长,但磁盘等存储设备的I/O速度增长缓慢,处理器与I/O在性能上的差异造成了严重的瓶颈问题。与此同时,随着当今时代信息科技的飞速发展,数据存储的规模逐步达到TB和PB。单纯的依靠磁盘和磁带已很难满足人们的需要。针对上述问题,设计一种具有大容量、高可靠性、高可用性、高性能、动态可扩展性、易维护性的文件存储系统越来越成为需要。通过研究当前广泛使用的两种网络存储结构(NAS和SAN),提出了一种既具备NAS和SAN系统技术优点、又能克服两者缺点的基于Linux的分布式存储系统。每个存储节点都存储一部分数据文件及对应的元数据。当存储节点启动后,与其在同一个局域网的存储节点通信,最后获得全局的元数据信息。各个存储节点相互独立,提高了系统的并行性和可扩展性。对于热点文件,借鉴于RAID思想,将连续的数据分割成相同大小的数据块,将每段数据分别写入不同的存储节点,这样可以采取并行访问的策略来提高该文件的访问速度。为了使该存储系统使用方便,在应用服务器端设计实现了LDFS(Linux Distribute File System)文件系统,当其挂载后,可以像普通的文件系统一样使用。测试表明,在相同的网络环境下对同等大小的数据进行访问,Linux分布式存储系统的I/O性能均优于CIFS和SMB文件系统的I/O性能。

参考文献:

[1]. 高可用性附网存储集群的研究与实现[D]. 吴振宇. 华中科技大学. 2004

[2]. NAS集群文件系统元数据管理的设计与实现[D]. 封仲淹. 华中科技大学. 2006

[3]. 网络存储中构造高可用数据中心的研究[J]. 吕金博, 俞会利. 微机发展. 2003

[4]. 高可用的网络备份系统的研究与设计[J]. 谢长生, 韩德志, 李小玉. 计算机科学. 2004

[5]. 分散服务集中管理的NAS集群方案研究与实现[J]. 曾国兵, 钟宁益, 万继光, 顾鹏. 计算机应用研究. 2004

[6]. 一种新的附网存储集群系统的研究与设计[J]. 韩德志, 谢长生, 吴伟, 胡玉平. 通信学报. 2005

[7]. 基于磁光盘的医学海量图像归档系统的研究与设计[D]. 周刚. 华中科技大学. 2006

[8]. 提高附网存储(NAS)可靠性的研究[J]. 蒋博雅, 张江陵. 计算机工程与科学. 2006

[9]. 一种Linux分布式存储系统的设计和实现[D]. 程炜烨. 华中科技大学. 2007

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