對(duì)象屬性控制的存儲(chǔ)策略研究.pdf

1、理想的存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)應(yīng)該提供安全性、跨平臺(tái)數(shù)據(jù)共享、高性能、以及可擴(kuò)展性，然而當(dāng)前廣泛使用的三種存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)（DAS，SAN和NAS）都不能兼顧所有這些需求。因此，工業(yè)界和學(xué)術(shù)界正在努力改變目前的存儲(chǔ)技術(shù)，使存儲(chǔ)設(shè)備從非智能的、外部管理發(fā)展成為智能的、自管理的設(shè)備，并且能夠感知設(shè)備所服務(wù)的應(yīng)用?；趯?duì)象的存儲(chǔ)（Object-Based Storage）被認(rèn)為是該問(wèn)題的解決之道。 一個(gè)存儲(chǔ)對(duì)象是存儲(chǔ)設(shè)備上的字節(jié)的邏輯集合，可以認(rèn)為對(duì)象是

2、“文件”和“塊”這兩種技術(shù)的融合。一方面，對(duì)象提供給用戶(hù)應(yīng)用一個(gè)類(lèi)似文件的高層抽象，允許不同的操作系統(tǒng)平臺(tái)之間安全地共享數(shù)據(jù)；同時(shí)還具有數(shù)據(jù)塊技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，提供快速、可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)途徑?；趯?duì)象的存儲(chǔ)的關(guān)鍵貢獻(xiàn)就是提供了直接的、類(lèi)似文件的存儲(chǔ)設(shè)備訪(fǎng)問(wèn)。 對(duì)象由數(shù)據(jù)、用戶(hù)可訪(fǎng)問(wèn)屬性和設(shè)備管理的元數(shù)據(jù)組成。存儲(chǔ)對(duì)象的設(shè)備稱(chēng)為“基于對(duì)象的存儲(chǔ)設(shè)備（OSD）”。OSD不僅存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，還具有傳統(tǒng)文件系統(tǒng)的空間管理功能。屬性包含了數(shù)據(jù)的描述信

3、息，是存儲(chǔ)設(shè)備“意識(shí)到”對(duì)象如何被訪(fǎng)問(wèn)的關(guān)鍵所在。因此，與塊I/O相比，對(duì)象提供了更豐富的、更有表達(dá)力的接口。應(yīng)用可以通過(guò)屬性控制存儲(chǔ)設(shè)備有針對(duì)性的選擇存儲(chǔ)策略，從而達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。 為了實(shí)現(xiàn)屬性控制的存儲(chǔ)策略，關(guān)鍵需要解決兩個(gè)問(wèn)題：第一，屬性表達(dá)什么信息，怎樣影響存儲(chǔ)策略？第二，屬性怎樣從用戶(hù)應(yīng)用傳遞給存儲(chǔ)設(shè)備？圍繞這兩個(gè)問(wèn)題，磁盤(pán)陣列（RAID）被作為研究對(duì)象進(jìn)行了深入研究。 存儲(chǔ)需求在快速增長(zhǎng)，高性能磁盤(pán)陣列是很多

4、大規(guī)模存儲(chǔ)應(yīng)用的關(guān)鍵組成部分。磁盤(pán)陣列將數(shù)據(jù)分條放置到多個(gè)磁盤(pán)，通過(guò)增加數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)的并行性提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能，同時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)冗余提高數(shù)據(jù)可用性。RAID級(jí)別的選擇是一個(gè)令人困擾的問(wèn)題，因?yàn)闆](méi)有哪一個(gè)級(jí)別能夠做到對(duì)所有的負(fù)載都是最優(yōu)的。RAID配置的自動(dòng)化將大大有助于降低整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難度和管理維護(hù)成本。因此，從研究磁盤(pán)陣列的數(shù)據(jù)布局和應(yīng)用負(fù)載的特征入手，通過(guò)考察兩者之間的關(guān)系，提出根據(jù)負(fù)載動(dòng)態(tài)選擇RAID級(jí)別和分條單元大小的數(shù)據(jù)放置策略

5、。 應(yīng)用的特征以屬性來(lái)表示，必須通過(guò)一定途徑到達(dá)設(shè)備才能為設(shè)備所用。以SCSI OSD協(xié)議為基礎(chǔ)，建立屬性的兩種傳遞機(jī)制。一種是調(diào)用專(zhuān)門(mén)的應(yīng)用程序接口直接提供屬性信息，存儲(chǔ)設(shè)備根據(jù)屬性直接做出存儲(chǔ)策略選擇。另一種是應(yīng)用程序提供文件系統(tǒng)層的信息，設(shè)備內(nèi)部根據(jù)文件的屬性做出相關(guān)預(yù)測(cè)，并用于策略選擇。比較而言，前者容易實(shí)現(xiàn)，而后者要求新的OSD文件系統(tǒng)，好處是不需要修改應(yīng)用程序。同時(shí)還給出了三個(gè)屬性頁(yè)的定義作為OSD標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展提議。