【摘要】：隨著互聯(lián)網技術的不斷發(fā)展與成熟，云計算技術已經成為新一輪IT信息技術革命浪潮中研究的熱點。云計算已經不僅僅走進了我們的生活，而且還開始扮演著重要的角色。在過去的幾年中，由于互聯(lián)網中的信息量爆炸式地增長，作為云計算概念的延伸和發(fā)展——云存儲技術已開始受到越來越多的企業(yè)和高校的關注。人們迫切地想利用這門新興技術來更好地存儲和管理不斷增長的數(shù)據(jù)。如今，云存儲相關的技術發(fā)展迅速，國內外產品層出不窮。云存儲技術具有良好的研究前景和研究價值。 塊級別云存儲是云存儲系統(tǒng)中的一個重要分支，由于它可以提供給用戶原始的塊存儲設備，因此塊級別云存儲系統(tǒng)在許多領域都有較廣泛的應用。本文在分析、研究和比較國內外主流的塊級別云存儲系統(tǒng)的優(yōu)缺點后，在Orthrus系統(tǒng)原型之上，對其存在的缺乏細化統(tǒng)一管理異構存儲設備、負載均衡局部最優(yōu)以及斷點重傳等問題上提出了改進策略，設計并實現(xiàn)了基于負載均衡的多卷服務器塊級別分級云存儲系統(tǒng)Orthrus Plus。 首先，介紹了云存儲技術目前的發(fā)展狀況，討論了Orthrus Plus系統(tǒng)實現(xiàn)過程中所涉及到的相關技術。 其次，設計并實現(xiàn)了Orthrus Plus系統(tǒng)的多卷服務器架構及其存儲工作流。系統(tǒng)使用CLVM讓卷服務器集群共同管理后端存儲池，使用Xen和KVM虛擬化技術來管理用戶虛擬機，利用iSCSI技術為用戶虛擬機提供塊級別存儲的連接訪問服務，，通過web service技術來實現(xiàn)各節(jié)點中模塊接口的相互調用。同時，利用現(xiàn)有的異構存儲環(huán)境，提出了一種基于卷生命周期的分級存儲管理機制，充分利用不同存儲設備的優(yōu)勢和特點，進一步提高系統(tǒng)訪問效率。實驗證明，實行分級存儲管理的Orthrus Plus系統(tǒng)較Orthrus系統(tǒng)有更高的讀寫性能，在I/O吞吐率上提高了36%左右。 然后，在對卷服務器性能和負載進行建模的基礎上，實現(xiàn)了基于遺傳算法的負載均衡策略。該負載均衡策略采用了交叉率自適應模型，盡可能地提高了其搜索全局最優(yōu)解的準確性。同時，設計了一種面向iSCSI的斷點續(xù)傳功能，在重新選擇卷服務器進行iSCSI重連時，正在上傳數(shù)據(jù)的用戶無需將數(shù)據(jù)重新上傳，系統(tǒng)自動會從斷點處繼續(xù)上傳。實驗證明，Orthrus Plus系統(tǒng)中使用的負載均衡策略在較大數(shù)據(jù)量時，較Orthrus更可靠更高效。 最后，對本文在塊級別云存儲系統(tǒng)中所做的主要工作和貢獻進行了總結，并對Orthrus Plus系統(tǒng)未來工作的方向提出了幾點展望。
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由表4.1和圖4.9中可以看到，由于iSCSI連接包含了VMM與卷服務器的連VMM將卷掛載到虛擬機上的時間，因此，該過程占了較多的時間開銷。個方面來看，雖然iSCSI的斷開連接耗時比重相對較大，但是從時間量化也僅僅用了1.5秒，應該在用戶可以接受的范圍之內。因此，整個斷點續(xù)起的額外開銷與數(shù)據(jù)重傳導致的時間消耗相比，具有一定優(yōu)勢。表 4.1 iSCSI 斷點續(xù)傳實驗結果iSCSI 斷開重選卷服務器iSCSI 連接斷點計算文件傳輸時間其他時間斷點傳總間開ms）158.7 1.3 1228.4 0.1 9986.8 142.6 1151iSCSI斷開1%iSCSI連接11%其他時間1%斷點續(xù)傳中各環(huán)節(jié)開銷比重
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TP333

【參考文獻】

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1 彭聰;陜振;張淑萍;李俊;;iSCSI存儲系統(tǒng)中緩存技術的研究[J];計算機工程與設計;2010年10期

本文編號：2586829