智能網(wǎng)絡(luò)磁盤（IND）接口技術(shù)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和信息存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)信息存儲(chǔ)系統(tǒng)的存儲(chǔ)容量和速度的要求與日俱增，而存儲(chǔ)系統(tǒng)的架構(gòu)往往決定了整個(gè)IT系統(tǒng)的架構(gòu)及功能。因此網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的發(fā)展經(jīng)歷了以服務(wù)器為中心的存儲(chǔ)架構(gòu)到以數(shù)據(jù)為中心的存儲(chǔ)架構(gòu)的轉(zhuǎn)化。 本文首先對(duì)網(wǎng)絡(luò)附加存儲(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了分析，指出了這個(gè)存儲(chǔ)架構(gòu)的不足：隨著客戶端存儲(chǔ)請(qǐng)求的大幅增加，NAS服務(wù)器的性能會(huì)顯著地下降，存在著成為瓶頸的隱患。而且，所有的控制流都必須經(jīng)過服務(wù)器，當(dāng)服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)

2、，整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)就陷于癱瘓，因此NAS存在著單點(diǎn)故障問題。 針對(duì)NAS服務(wù)器的瓶頸隱患和單點(diǎn)故障問題，我們提出了一種新的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)架構(gòu)：每個(gè)存儲(chǔ)磁盤都分配一個(gè)專門設(shè)計(jì)的接口連接到網(wǎng)絡(luò)，接口是一個(gè)由嵌入式CPU、IDE硬盤接口、Ethernet接口、FIASH和SRAM等組成的電路板，嵌入式CPU運(yùn)行精簡(jiǎn)的操作系統(tǒng)，專門負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下提供文件服務(wù)；我們定義附網(wǎng)存儲(chǔ)磁盤為IND(Intelligent Network Disk

3、，智能網(wǎng)絡(luò)磁盤)，對(duì)應(yīng)的接口為IND接口。所有的IND通過分布式文件系統(tǒng)協(xié)議形成一個(gè)集群。 然后，本文分別詳細(xì)闡述了IND接口的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。IND接口的硬件設(shè)計(jì)包括IND接口的硬件設(shè)計(jì)模型、CPU單元、以太網(wǎng)通信模塊和存儲(chǔ)模塊，IND接口的軟件設(shè)計(jì)包括IND接口的軟件設(shè)計(jì)模型、u C1inux內(nèi)核和監(jiān)控daemon。 最后，本文測(cè)試了負(fù)載的變化對(duì)基于智能網(wǎng)絡(luò)磁盤的存儲(chǔ)系統(tǒng)的吞吐率和響應(yīng)時(shí)間的影響。測(cè)試