【摘要】：在這個(gè)大數(shù)據(jù)的時(shí)代,數(shù)據(jù)呈爆發(fā)式增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),各個(gè)企業(yè)面臨著如何存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)的空前挑戰(zhàn)。由于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)主要是磁盤陣列和NAS、SAN等本地存儲(chǔ)服務(wù)提供,具有設(shè)備價(jià)格昂貴、維護(hù)成本高等缺點(diǎn)。云計(jì)算推動(dòng)了云存儲(chǔ)的產(chǎn)生和發(fā)展,它集合了大量的存儲(chǔ)設(shè)備來(lái)提供存儲(chǔ)服務(wù)。云存儲(chǔ)具有高擴(kuò)展性、高可靠性、按需購(gòu)買和成本低等優(yōu)點(diǎn)。盡管云存儲(chǔ)具有很大的優(yōu)勢(shì)和潛力,且正處于飛速發(fā)展中,但是仍存在本地存儲(chǔ)服務(wù)和云存儲(chǔ)服務(wù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接、接口不統(tǒng)一、訪問(wèn)延遲高等缺陷。為解決這些問(wèn)題,存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)是當(dāng)下普遍使用的一種解決方案,經(jīng)過(guò)研究現(xiàn)有的存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)解決方案后,本文提出了獨(dú)特的設(shè)計(jì)方案,并根據(jù)設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)原型。該存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了多云平臺(tái)的統(tǒng)一管理和跨平臺(tái)的數(shù)據(jù)容災(zāi)備份,并通過(guò)選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)技術(shù)和查詢?nèi)ブ厮惴ㄒ蕴岣咴拼鎯?chǔ)的訪問(wèn)速度。本文提出的存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)由管控模塊和數(shù)據(jù)模塊兩個(gè)模塊構(gòu)成。管控模塊部署在級(jí)聯(lián)層上,主要負(fù)責(zé)混合云的統(tǒng)一管控和接口轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)模塊部署在被級(jí)聯(lián)層上,是通過(guò)磁盤卷過(guò)濾驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,主要負(fù)責(zé)截獲虛擬機(jī)的I/O信息,處理I/O的讀、寫(xiě)和回放操作,以及管理分布式帶外存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)。該存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)基于寫(xiě)時(shí)拷貝COW技術(shù)實(shí)現(xiàn)了磁盤快照功能,基于快照增量實(shí)現(xiàn)了磁盤備份功能,基于對(duì)I/O的實(shí)時(shí)拷貝實(shí)現(xiàn)了磁盤的復(fù)制功能,并通過(guò)快照、備份和復(fù)制功能對(duì)磁盤數(shù)據(jù)進(jìn)行容災(zāi)備份。除此以外,存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)還使用Journal來(lái)保證異步復(fù)制過(guò)程中數(shù)據(jù)一致性,并通過(guò)篩選去重算法來(lái)加速云存儲(chǔ)的訪問(wèn)速度。對(duì)存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)的功能和性能進(jìn)行了詳細(xì)的測(cè)試,結(jié)果表明,存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)跨云平臺(tái)的容災(zāi)備份,多云平臺(tái)的統(tǒng)一管理,在保證數(shù)據(jù)一致性的同時(shí)有效的提高了云存儲(chǔ)的訪問(wèn)速率。通過(guò)系統(tǒng)功能和性能測(cè)試可以證明存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)是一種行之有效的混合云存儲(chǔ)解決方案。
【圖文】：

AWS Storage Gateway 是一種混合存儲(chǔ)服務(wù)，內(nèi)部應(yīng)用程序可以借助它來(lái)無(wú)縫地使用 AWS 云存儲(chǔ)，它提供了備份、存檔、災(zāi)難恢復(fù)、云突增、存儲(chǔ)分層和遷移功能。應(yīng)用程序可以使用 NFS、iSCSI 等標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)協(xié)議通過(guò)網(wǎng)關(guān)設(shè)備連接到該服務(wù)。網(wǎng)關(guān)會(huì)連接到 Amazon S3、Amazon Glacier、Amazon EBS 等 AWS 存儲(chǔ)服務(wù)，這些服務(wù)為 AWS 中的文件、卷和虛擬磁帶提供存儲(chǔ)。該服務(wù)包含高度優(yōu)化的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，能夠進(jìn)行帶寬管理、自動(dòng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)彈性、高效傳輸數(shù)據(jù)，并為活動(dòng)數(shù)據(jù)的低延遲本地訪問(wèn)提供本地緩存[8]。AWS Storage Gateway 為數(shù)據(jù)提供了全套的安全和管理服務(wù)，它將數(shù)據(jù)緩存在本地，為最活躍的數(shù)據(jù)提供本地磁盤和網(wǎng)絡(luò)性能，同時(shí)在后臺(tái)通過(guò)壓縮、加密和帶寬管理優(yōu)化云存儲(chǔ)層的數(shù)據(jù)傳輸。用戶和應(yīng)用程序可繼續(xù)使用本地存儲(chǔ)模式，同時(shí)還能獲得云后端的優(yōu)勢(shì)。AWS Storage Gateway 還可根據(jù)用戶的參數(shù)來(lái)管理將本地緩存卸載到云中的過(guò)程，使用戶能夠更細(xì)致地平衡工作負(fù)載的延時(shí)和規(guī)模，只會(huì)傳輸更改過(guò)的數(shù)據(jù)，從而優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)帶寬[9]。

）阿里云存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān) Cloud Storage Gateway云存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)是基于軟件實(shí)現(xiàn)的混合云存儲(chǔ)產(chǎn)品。它的后端存儲(chǔ)采用象存儲(chǔ)，為用戶系統(tǒng)提供行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的文件存儲(chǔ)（NAS）服務(wù)。它以為后臺(tái)，將 OSS Bucket 的對(duì)象目錄結(jié)構(gòu)與 NAS 文件系統(tǒng)建立映射標(biāo)準(zhǔn)的的 NFS 和 CIFS 協(xié)議就可以讀寫(xiě) OSS 上的所有對(duì)象。同時(shí)作為讀寫(xiě)緩存，使用戶在享受 OSS Bucket 海量空間的同時(shí)，擁有吞吐低延遲性能[10]。云存儲(chǔ)網(wǎng)關(guān)可靈活部署，即可部署在用戶自己的數(shù)據(jù)中心，，又支端部署�？缙脚_(tái)支持，兼容主流文件協(xié)議，支持 NFS 和 CIFS 協(xié)議indows 和 Linux 系統(tǒng)[11]。具有高性能緩存策略，提供本地緩存模式，異步多線程的方式將數(shù)據(jù)同步到云端。支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳，自動(dòng)根據(jù)一致性。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP333

【參考文獻(xiàn)】

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2 房秉毅;楊紹光;;SDN技術(shù)在混合云網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的應(yīng)用研究[J];郵電設(shè)計(jì)技術(shù);2015年07期

3 張龍;;一種高效的虛擬機(jī)磁盤快照系統(tǒng)[J];電腦編程技巧與維護(hù);2015年10期

4 駱怡航;房秉毅;張志明;亓亞p

本文編號(hào)：2620633