基于多卷服務(wù)器的塊級(jí)別云存儲(chǔ)系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)中信息量不斷增長(zhǎng)，以及用戶終端體積的不斷減小，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心為用戶提供可定制的遠(yuǎn)程云存儲(chǔ)服務(wù)是當(dāng)前存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。作為下一代IT領(lǐng)域的革命性技術(shù)，云存儲(chǔ)技術(shù)一直是云計(jì)算領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。在過去的數(shù)年里，國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界都在云存儲(chǔ)技術(shù)和產(chǎn)品的研究與開發(fā)上投入了大量的人力物力，各種相關(guān)新型技術(shù)和產(chǎn)品層出不窮。云存儲(chǔ)系統(tǒng)涉及存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬化技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、分布式存儲(chǔ)技術(shù)等，具有良好的學(xué)術(shù)研究前景和價(jià)值。

2、　　塊級(jí)別云存儲(chǔ)系統(tǒng)通過存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)為系統(tǒng)中的用戶虛擬機(jī)提供原始?jí)K存儲(chǔ)設(shè)備，使得用戶可根據(jù)自身需要在獲得的塊存儲(chǔ)設(shè)備上安裝文件系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫。而現(xiàn)有的塊級(jí)別云存儲(chǔ)系統(tǒng)部分存在兩點(diǎn)不足：1、與自身平臺(tái)系統(tǒng)緊密耦合，不利于系統(tǒng)間集成和二次開發(fā)；2、系統(tǒng)中存在存儲(chǔ)服務(wù)器瓶頸，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)整體性能和可靠性。
　　本文在深入研究各種云存儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式前提下，提出并實(shí)現(xiàn)了一種基于多卷服務(wù)器架構(gòu)的虛擬塊級(jí)別云存儲(chǔ)系統(tǒng)。
　

3、　首先，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了多卷服務(wù)器架構(gòu)及基于此架構(gòu)的存儲(chǔ)工作流。在該架構(gòu)下，系統(tǒng)能夠使用CLVM管理多卷服務(wù)器共享的存儲(chǔ)設(shè)備，使用Xen管理虛擬機(jī)服務(wù)器上的客戶虛擬機(jī)，通過iSCSI技術(shù)為客戶虛擬機(jī)提供獨(dú)立持久的塊級(jí)別存儲(chǔ)，并通過Web Service接口實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各個(gè)模塊間的協(xié)調(diào)管理工作。實(shí)驗(yàn)證明，多卷服務(wù)器架構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)排除了系統(tǒng)中的單點(diǎn)瓶頸，與單卷服務(wù)器架構(gòu)的塊級(jí)別云存儲(chǔ)系統(tǒng)相比，具有更高的讀寫吞吐率。
　　其次，提出并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)

4、的故障檢測(cè)處理機(jī)制，能夠支持系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)狀態(tài)的偵聽-檢測(cè)-故障切換。該機(jī)制保證了在卷服務(wù)器故障時(shí)，多卷服務(wù)器之間實(shí)現(xiàn)無縫切換工作，從而保證了系統(tǒng)可靠性。
　　然后，對(duì)卷服務(wù)器負(fù)載和性能進(jìn)行建模，并在此基礎(chǔ)上提出了基于機(jī)器性能的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡策略。靜態(tài)負(fù)載均衡策略通過工作中的卷服務(wù)器選擇，避免系統(tǒng)進(jìn)入負(fù)載不均衡狀態(tài)。動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡策略通過遺傳算法決定iSCSI連接的最佳部署方式，使得云存儲(chǔ)系統(tǒng)在系統(tǒng)中卷服務(wù)器處于負(fù)載不均衡狀態(tài)時(shí)，根