智能網(wǎng)絡(luò)磁盤存儲(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、面對(duì)現(xiàn)代信息社會(huì)不斷增長的海量數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)需求，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)外存儲(chǔ)系統(tǒng)的信息存儲(chǔ)能力已經(jīng)受到了空前的挑戰(zhàn)。為此，各種新的信息存儲(chǔ)理論和技術(shù)方法應(yīng)運(yùn)而生，人們?cè)谠型獯鎯?chǔ)系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上應(yīng)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提出了各種新型信息存儲(chǔ)理論和技術(shù)方法;這些新技術(shù)和新理論的典型代表有:附網(wǎng)存儲(chǔ)、存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)網(wǎng)格等新型網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)。但是，這些新型網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)都或多或少地存在存儲(chǔ)性能的瓶頸問題，有的甚至還存在單點(diǎn)故障和存儲(chǔ)系統(tǒng)可靠性差等問題，這

2、些新型網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)方法還有待于進(jìn)一步改進(jìn)和完善。因此，如果能應(yīng)對(duì)上述面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)，解決已有存儲(chǔ)系統(tǒng)中存在的問題，進(jìn)一步研究和提出某種更加有效的新型網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)和方法，應(yīng)該是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)技術(shù)研究領(lǐng)域中一件非常有意義而且又極富挑戰(zhàn)性的研究工作。
　　 基于此，本文在對(duì)當(dāng)前已有的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)理論、存儲(chǔ)設(shè)備、存儲(chǔ)總線和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)進(jìn)行了認(rèn)真的分析和研究的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)作者所在課題組提出的智能網(wǎng)絡(luò)磁盤(IND: Intelligent Ne

3、twork Disk)存儲(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了系統(tǒng)和深入的研究。本文作者所做的主要研究工作和創(chuàng)新性成果有以下幾方面:
　　 (1)提出了一種可以主動(dòng)組織起來，有選擇地讓計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)使用的計(jì)算機(jī)新型外存儲(chǔ)設(shè)備——智能網(wǎng)絡(luò)磁盤（IND）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并給出了智能網(wǎng)絡(luò)磁盤(IND)的四種聯(lián)網(wǎng)方式（即:單點(diǎn)單盤方式、單點(diǎn)多盤方式、多穴單盤方式和多穴多盤方式等）。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和聯(lián)網(wǎng)方式使得智能網(wǎng)絡(luò)磁盤的設(shè)計(jì)和應(yīng)用變得更加靈活、經(jīng)濟(jì)和實(shí)用

4、。
　　 (2)提出了一種智能網(wǎng)絡(luò)磁盤(IND)的通信協(xié)議。本文提出的智能網(wǎng)絡(luò)磁盤(IND)的通信協(xié)議能夠靈活地將當(dāng)前的各種磁盤命令封裝到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)幀或包中，從而實(shí)現(xiàn)了可選擇性地通過局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)來直接存取磁盤數(shù)據(jù)塊。這種通信協(xié)議比已有的通過IP(InternetProtocol)協(xié)議訪問SCSI(Small Computer Systems Interface)磁盤或通過以太網(wǎng)訪問IDE(Integrated Drive

5、 Electronics)磁盤等單一模式更具通用性和靈活性。
　　 (3)提出了利用硬盤內(nèi)建CACHE策略來優(yōu)化傳統(tǒng)磁盤訪問的調(diào)度算法。研究結(jié)果表明對(duì)于熱點(diǎn)訪問區(qū)的尺度在數(shù)十倍于CACHE大小的范圍內(nèi)，優(yōu)化后的算法比傳統(tǒng)磁盤調(diào)度算法有著較明顯的優(yōu)勢。
　　 (4)提出了一種智能網(wǎng)絡(luò)磁盤(IND)的自組織算法。本文提出的智能網(wǎng)絡(luò)磁盤的自組算法可以將網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)獨(dú)立的智能網(wǎng)絡(luò)磁盤分別組織成“組方式”或“集群方式”工作，它能夠?qū)?/p>

6、網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)獨(dú)立的物理網(wǎng)絡(luò)磁盤組成一個(gè)巨大的邏輯網(wǎng)絡(luò)磁盤，為用戶提供一個(gè)海量的存儲(chǔ)空間;并在此基礎(chǔ)上提出了自免疫容災(zāi)恢復(fù)算法和后備智能網(wǎng)絡(luò)磁盤容災(zāi)恢復(fù)算法;這些方法提高了智能網(wǎng)絡(luò)磁盤(IND)系統(tǒng)的自組織能力和可靠性。
　　 (5)提出了一種用智能網(wǎng)絡(luò)磁盤(IND)為底層提供物理支持的存儲(chǔ)網(wǎng)格的“對(duì)等模式”實(shí)現(xiàn)方案。進(jìn)而提出了一種嵌入了智能網(wǎng)絡(luò)磁盤（IND）的“智能存儲(chǔ)”計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成方法:將智能網(wǎng)絡(luò)磁盤存儲(chǔ)理論與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)