本文關(guān)鍵詞：一種基于FPGA云存儲(chǔ)架構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)研究

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【摘要】：云存儲(chǔ)是從云計(jì)算的概念上延伸、發(fā)展出來的一個(gè)新解決方案,也是近幾年的一個(gè)新概念。云存儲(chǔ)通常指一個(gè)系統(tǒng)通過集群技術(shù)、分布式系統(tǒng)技術(shù)或者網(wǎng)格技術(shù)等,將所在網(wǎng)絡(luò)中的大量分布在不同位置、屬于不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備集合起來,并且通過相關(guān)軟件的管理讓它們能夠協(xié)同工作,從外界看來,它們可以共同對(duì)外界提供業(yè)務(wù)訪問或者數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。當(dāng)云計(jì)算的系統(tǒng)擁有大量的存儲(chǔ)設(shè)備,并且它的任務(wù)重點(diǎn)放在大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、訪問以及管理上時(shí),云計(jì)算系統(tǒng)就轉(zhuǎn)變成為一個(gè)云存儲(chǔ)系統(tǒng)。云存儲(chǔ)是將用戶的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)放到云上,并且用戶可以在云上隨意存取的一種新解決方案,只要用戶通過可連網(wǎng)的設(shè)備連接到云上,便可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn),很方便的進(jìn)行云上數(shù)據(jù)的存取操作。 目前常見的云存儲(chǔ)服務(wù)有：亞馬遜的Simple Storage Service(S3)、Nutanix的存儲(chǔ)服務(wù)、搜狐企業(yè)網(wǎng)盤、百度云盤等等,而這些并不提供小型開發(fā)板所需的云服務(wù)。本系統(tǒng)則是以TCP/IP做為基本通信手段,并且加入自定義的數(shù)據(jù)通信協(xié)議,通過整合分布式存儲(chǔ)的調(diào)度思想,來實(shí)現(xiàn)基于FPGA的云存儲(chǔ)架構(gòu)。這樣不僅使FPGA開發(fā)板能夠?qū)崿F(xiàn)云存儲(chǔ)的功能,同時(shí)也為基于FPGA的云計(jì)算打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 本系統(tǒng)利用集群以及分布式的思想,將多塊FPGA開發(fā)板模擬成大量的存儲(chǔ)設(shè)備,通過對(duì)目標(biāo)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一映射規(guī)約處理,實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)安全、穩(wěn)定、可靠的云存儲(chǔ),從而最終實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的功能。因?yàn)镕PGA具有并行性以及動(dòng)態(tài)可重構(gòu)性的等等特性,使得本系統(tǒng)能夠很好的在FPGA硬件集群上完成預(yù)定的功能。 本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的過程中,使用了Quartus Ⅱ、Eclipse等集成開發(fā)環(huán)境,使用Ethereal軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)抓包驗(yàn)證,并且使用了交換機(jī)完成開發(fā)過程中的各種實(shí)驗(yàn),用到的編碼語言包括：verilog、java、htm15、js等。最終的測(cè)試、運(yùn)行平臺(tái)選擇了Altera公司的DE2開發(fā)板、PC機(jī)、路由器等,此外還需要一個(gè)交互軟件(即一個(gè)網(wǎng)站,提供用戶使用界面)。經(jīng)過測(cè)試、驗(yàn)證,本系統(tǒng)可以穩(wěn)定的運(yùn)行在50MHz時(shí)鐘頻率的DE2開發(fā)板上。 本文從數(shù)據(jù)傳輸速率、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)正確性、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)穩(wěn)定性等方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的分析與評(píng)估。結(jié)果表明,本系統(tǒng)能夠正確完成云存儲(chǔ)的功能,擁有FPGA所特有的功耗低、集成度高、穩(wěn)定性好的特點(diǎn),具有明顯的性能優(yōu)勢(shì),并且是開發(fā)FPGA云計(jì)算的重要鋪墊。因此,基于FPGA的云存儲(chǔ)架構(gòu)具有較好的理論價(jià)值和實(shí)際意義。
【學(xué)位授予單位】：云南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP333

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1143697