云存儲(chǔ)系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)緩存關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展和對(duì)云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用的不斷增長(zhǎng)，云計(jì)算系統(tǒng)的規(guī)模也隨之增長(zhǎng)，從而造成了云計(jì)算系統(tǒng)分布于多個(gè)數(shù)據(jù)中心的情況。云存儲(chǔ)子系統(tǒng)是云計(jì)算系統(tǒng)的重要組成部分，用于向虛擬機(jī)實(shí)例提供持久化的塊級(jí)別存儲(chǔ)服務(wù)。然而，當(dāng)云計(jì)算系統(tǒng)中出現(xiàn)虛擬機(jī)實(shí)例與云存儲(chǔ)子系統(tǒng)處在不同數(shù)據(jù)中心的情況時(shí)，由于跨數(shù)據(jù)中心間的網(wǎng)絡(luò)帶寬性能較差，將影響塊級(jí)別云存儲(chǔ)子系統(tǒng)的性能和虛擬機(jī)實(shí)例的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，跨數(shù)據(jù)中心情況下的塊級(jí)別云存儲(chǔ)子系統(tǒng)性能下降問題成為一個(gè)亟待解

2、決的課題。
　　本文對(duì)云計(jì)算相關(guān)技術(shù)進(jìn)行深入分析，并比較國內(nèi)外現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)緩存技術(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了適用于多節(jié)點(diǎn)的塊級(jí)別網(wǎng)絡(luò)緩存系統(tǒng)MN-cache。此緩存系統(tǒng)針對(duì)云計(jì)算系統(tǒng)中多虛擬機(jī)實(shí)例共享使用同一塊級(jí)別網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)卷，且虛擬機(jī)實(shí)例與塊級(jí)別云存儲(chǔ)子系統(tǒng)位于不同數(shù)據(jù)中心的情況。本文的主要研究工作如下：
　?。?）設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了MN-cache緩存系統(tǒng)，將緩存系統(tǒng)分為元數(shù)據(jù)服務(wù)器端及緩存客戶端。元數(shù)據(jù)服務(wù)器端對(duì)所有緩存查詢相關(guān)元數(shù)據(jù)進(jìn)行處理

3、并提供緩存命中查詢服務(wù)。緩存客戶端利用Linux Device Mapper機(jī)制實(shí)現(xiàn)緩存功能和緩存映射機(jī)制。元數(shù)據(jù)服務(wù)器端與緩存客戶端間的數(shù)據(jù)通信包括緩存查詢相關(guān)元數(shù)據(jù)的同步以及緩存命中情況的查詢，所有數(shù)據(jù)通信均通過udp網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)現(xiàn)。
　　（2）提出MN-cache緩存系統(tǒng)在OpenStack云計(jì)算系統(tǒng)中的應(yīng)用方案。通過本地及遠(yuǎn)端緩存磁盤相較于Cinder塊級(jí)別邏輯卷的性能優(yōu)勢(shì)以及數(shù)據(jù)中心內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)的帶寬優(yōu)勢(shì)，提升塊級(jí)云存儲(chǔ)服

4、務(wù)Cinder的I/O性能。本文詳細(xì)介紹了應(yīng)用方案的系統(tǒng)架構(gòu)，并設(shè)計(jì)了MN-cache緩存系統(tǒng)應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)策略。
　?。?）對(duì)MN-cache緩存系統(tǒng)進(jìn)行性能分析。本文根據(jù)緩存讀寫操作過程中各階段的時(shí)間消耗構(gòu)成情況進(jìn)行性能分析，并對(duì)各階段的時(shí)間消耗進(jìn)行分類討論。性能分析結(jié)論為：緩存系統(tǒng)的性能瓶頸為元數(shù)據(jù)服務(wù)器端與緩存客戶端間的數(shù)據(jù)通信消耗，可增加緩存塊大小以減少數(shù)據(jù)通信量。
　　（4）對(duì)MN-cache緩存系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評(píng)估以驗(yàn)