元數據服務器集群負載均衡技術的研究.pdf

1、隨著信息技術的不斷發(fā)展，全球信息存儲量正在以57％的復合年增長率膨脹。大量數據密集型應用對現有的網絡存儲架構提出了更高的要求。對象存儲技術同時具備傳統(tǒng)SAN快速訪問的特點和NAS跨平臺數據共享和強安全性的優(yōu)勢。同時對象存儲設備本身具備的智能管理功能。因此，對象存儲系統(tǒng)具有高性能、可擴展、高可用性和強安全性等特點，是未來網絡存儲的發(fā)展方向。元數據服務器(MetaData Server，MDS)是對象存儲系統(tǒng)的重要組成部分，在對象存儲系統(tǒng)中

2、的主要功能包括：管理文件系統(tǒng)名字空間、文件/目錄和對象物理存儲位置之間的映射、用戶訪問控制等。因此，MDS集群的處理能力是整個對象存儲系統(tǒng)高效運作的重要一環(huán)。
　　本文分析了當前主流網絡存儲架構中元數據服務器集群的負載均衡方案。針對元數據服務器性能異構造成的集群負載不均衡問題，本文提出了一種基于權重的元數據服務器集群負載均衡策略(Weight-based Metadata Server Cluster Load Balancing

3、 Strategy，WLBS)，并對其在Ceph框架中進行實現。本文的主要研究和開發(fā)內容包括以下四個方面：
　　(1)在分析對象存儲與傳統(tǒng)網絡存儲技術的基礎上，總結了MDS負載均衡技術所涉及的包括元數據分區(qū)和服務器熱點評價兩個關鍵問題；
　　(2)提出了元數據服務器熱點評測模型，主要解決準確獲取服務負載狀況的問題。該模型在傳統(tǒng)計數法的基礎上增加了對MDS性能值的考慮，提出了基于操作時延的MDS性能模型。該性能模型避免了傳統(tǒng)“

4、白盒”性能模型量化資源影響力的難題，準確評估服務器的當前性能值；
　　(3)提出了一種基于權重負載均衡策略，主要解決MDS性能異構情況下的負載均衡問題。該策略根據(2)中熱點評測模型獲取節(jié)點當前的負載狀況，并計算出集群的平均負載水平。為了實現負載與性能相對應的目標，高于平均負載水平的MDS會主動以目錄子樹遷移方式進行負載遷移，將一部分目錄子樹遷移到低于平均負載水平的MDS，最終實現異構MDS集群的負載均衡；
　　(4)搭建實