【摘要】：目前在超級計(jì)算領(lǐng)域，對高I/O吞吐率、高并行性和高擴(kuò)展性的存儲系統(tǒng)要求日益迫切，而傳統(tǒng)的存儲系統(tǒng)已經(jīng)難以滿足應(yīng)用需求，實(shí)際的需求推動著存儲系統(tǒng)不斷向前發(fā)展，一種新興的存儲模式，基于對象存儲系統(tǒng)（Object Based Storage，OBS）應(yīng)運(yùn)而生，成為當(dāng)前存儲技術(shù)發(fā)展的主要趨勢。 文件級元數(shù)據(jù)主要由OBS中元數(shù)據(jù)服務(wù)器（Meta-data Server，MDS）進(jìn)行存儲和管理，元數(shù)據(jù)具有文件小而數(shù)量多的特點(diǎn)。在OBS操作系統(tǒng)中50%-80%的文件操作與元數(shù)據(jù)息息相關(guān)，因此元數(shù)據(jù)管理的管理效率一定程度上決定著存儲系統(tǒng)性能的高低。目前的元數(shù)據(jù)管理策略存在幾個(gè)方面的不足：1）元數(shù)據(jù)重命名和修改目錄會造成大量元數(shù)據(jù)遷移和網(wǎng)絡(luò)開銷。2）集中式單MDS因大量客戶同時(shí)對某一元數(shù)據(jù)高密度的集中訪問而成為“熱點(diǎn)”，造成負(fù)載失衡從而影響系統(tǒng)的性能。 針對上述不足，本文提出了一種可以運(yùn)行在分布式多MDS環(huán)境下新的元數(shù)據(jù)管理策略——DMHM策略。該策略引入改進(jìn)的B+樹結(jié)構(gòu)，將目錄子樹分割若干B+等子樹，可以將MDS中的目錄元數(shù)據(jù)和文件元數(shù)據(jù)分別進(jìn)行管理與存儲。DMHM策略不僅可以降低重命名和修改產(chǎn)生的開銷，而且可以有效避免熱點(diǎn)的產(chǎn)生，保持負(fù)載平衡。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并構(gòu)建了一個(gè)小型的分布式MDS系統(tǒng)——DMSS模型，并在DMSS系統(tǒng)提供的分布式MDS系統(tǒng)環(huán)境下，對DMHM策略的文件、目錄等操作進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。 針對負(fù)載均衡問題，設(shè)計(jì)了元數(shù)據(jù)動態(tài)均衡算法，引入了熱度統(tǒng)計(jì)概念，以葉子元數(shù)據(jù)為熱度統(tǒng)計(jì)單位，并完成DMHM策略“熱點(diǎn)”的添加、分散、復(fù)制和刪除操作，以提高系統(tǒng)性能的可用性與擴(kuò)展性。 最后進(jìn)行了測試分析，分別對靜態(tài)子樹法、Lazy Hybrid（LH）法和DMHM策略進(jìn)行了比較。對元數(shù)據(jù)分布的測試表明，DMHM策略元數(shù)據(jù)在總體上呈均勻分布；對元數(shù)據(jù)遷移率的測試表明，DMHM策略相對與其它元數(shù)據(jù)管理策略，遷移率要小的多；對吞吐量的測試表明，DMHM策略相對于其它兩種策略具有明顯的優(yōu)勢，更加適合動態(tài)變化的分布式MDS系統(tǒng)；對讀操作、創(chuàng)建操作和重命名操作的時(shí)間響應(yīng)度測試表明，DMHM策略的系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間明顯低于靜態(tài)子樹法，在文件目錄重命名操作上提升也非常明顯，，具有很大的優(yōu)勢。
【圖文】：

件關(guān)鍵字與其父目錄擴(kuò)展屬性和擴(kuò)展屬性的擴(kuò)充結(jié)對，確定其所在擴(kuò)展屬性中的分組。據(jù)中，利用二分查找法確定，需重命名文件關(guān)鍵字重命名操作。的文件關(guān)鍵字與其父目錄擴(kuò)展屬性重新進(jìn)行比對，在擴(kuò)展屬性中的分組。字重命名前的葉子元數(shù)據(jù)內(nèi)，對重命名文件關(guān)鍵字字重命名后，新匹配的葉子元數(shù)據(jù)內(nèi)，對重命名后 MDS 系統(tǒng)構(gòu)架與元數(shù)據(jù)管理S 與集中式單 MDS 最大的不同在于：集中式單 MD分布式多 MDS 是用兩個(gè)或多個(gè)元數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)管理元度上避免了大量元數(shù)據(jù)集中訪問時(shí)造成 瓶頸‖。DMHM 策略的條件下，設(shè)計(jì)了一個(gè)小型的分布ted Metadata Server System)，其體系結(jié)構(gòu)如圖 19 所

分布式 MDS 系統(tǒng)中，除了目錄元數(shù)件元數(shù)據(jù)主要包括：文件的訪問屬示同一目錄下，多個(gè)文件元數(shù)據(jù)關(guān)數(shù)據(jù)權(quán)限，其組織結(jié)構(gòu)如圖 20 所示葉子元數(shù)據(jù)文件元數(shù)據(jù)及其關(guān)鍵字屬性列表圖 20 葉子元數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)圖文件元數(shù)據(jù)被存儲在同一個(gè)服務(wù)器同，并按順序從小到大排列。屬性元數(shù)據(jù)、目錄元數(shù)據(jù)、文件元統(tǒng)中的主 MDS 和從 MDS 兩種服務(wù)
【學(xué)位授予單位】：解放軍信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TP333

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2575057