【摘要】： 圖靈獎獲得者Jim Gray提出了一個新的經(jīng)驗定律:網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下每18個月產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量等于有史以來數(shù)據(jù)量之和。信息資源的爆炸性增長,對存儲系統(tǒng)在存儲容量、數(shù)據(jù)可用性以及可靠性等方面提出了越來越高的要求。 冗余機制是提高網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵技術(shù),因此重點研究了硬件冗余以及基于冗余磁盤陣列和糾刪碼兩種數(shù)據(jù)冗余方法的冗余機制。 基于硬件的冗余是采用冗余網(wǎng)絡(luò)接口同時為系統(tǒng)提供服務(wù),使得多個鏈路融合成一個虛擬網(wǎng)絡(luò)通道。通過網(wǎng)絡(luò)接口和鏈路冗余,結(jié)合對接口失效的檢測和恢復(fù),保證通道的暢通無阻,為存儲網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)提供一個可靠的網(wǎng)絡(luò)I/O環(huán)境。 基于冗余磁盤陣列的數(shù)據(jù)冗余分布是通過存儲虛擬化技術(shù),將分散在網(wǎng)絡(luò)中的磁盤資源構(gòu)建成相應(yīng)級別的RAID,數(shù)據(jù)和冗余信息通過分塊和交叉分布,在存儲節(jié)點失效或數(shù)據(jù)丟失時利用校驗信息在線恢復(fù)丟失的數(shù)據(jù)或重構(gòu)失效的存儲節(jié)點,這樣大大提高了存儲系統(tǒng)的可靠性。鑒于目前網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)中廣泛存在的異構(gòu)磁盤,著重研究了異構(gòu)磁盤環(huán)境下數(shù)據(jù)的分配,提出了無容量約束的速率分配和容量約束的優(yōu)化速率分配方法。 (n,k)糾刪碼是一種高效的容錯編碼,它把k個源數(shù)據(jù)編碼為n(nk)個數(shù)據(jù),用這n個數(shù)據(jù)中任意k個編碼數(shù)據(jù)均可重構(gòu)原來k個源數(shù)據(jù)。將這一高效的編碼方法運用于存儲系統(tǒng)中,提出了基于糾刪碼的數(shù)據(jù)冗余分布模型,研究了涉及到的數(shù)據(jù)讀寫,失效檢測和節(jié)點重定向以及恢復(fù)算法等關(guān)鍵技術(shù)。通過理論分析得出了這種冗余方案對提高系統(tǒng)可靠性更有優(yōu)勢:要使數(shù)據(jù)達到相同的可用性,基于糾刪碼方案只需要較低的冗余度;同樣在相同的冗余度情況下,基于糾刪碼冗余方案的數(shù)據(jù)有更高的可用性。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：TP333
【圖文】：

SCSI 設(shè)備上，由 SCSI 設(shè)備執(zhí)行初始計算機或應(yīng)用所合 NAS 和 SAN 的優(yōu)點滿足用戶低投入高性能的存儲需求。海量信息存儲管理復(fù)雜性、低管理成本、遠程容災(zāi)與快速組對基于冗余智能存儲通道(RISC)的簡約容災(zāi)存儲系統(tǒng)關(guān)目標(biāo)是利用 RISC 控制器構(gòu)建一個具有遠程容災(zāi)和快速數(shù)存儲原型系統(tǒng)，如圖 1.1 所示。

整個廣域網(wǎng)中，同時想要訪問大文件的多個客戶也分布于整個廣域網(wǎng)中。文件系統(tǒng)使用的標(biāo)準(zhǔn)策略是把文件分割成n個固定大小的塊，這些塊被復(fù)制k份分布在整個系統(tǒng)中。如圖1.2所示，單個文件被分割成8個數(shù)據(jù)塊，標(biāo)號從1到8，每個數(shù)據(jù)塊被復(fù)制到8個存儲節(jié)點中的任意四個節(jié)點上。圖1.2中所示訪問這個文件的三個用戶試圖從附近的服務(wù)器上下載這個文件。圖 1.2 基于復(fù)制策略的數(shù)據(jù)分布如圖 1.2 中基于復(fù)制的系統(tǒng)相對于無復(fù)制的系統(tǒng)而言提供了容錯機制，然而復(fù)制的代價也是很高的。首先，為了容 m-1 個存儲節(jié)點失效每個數(shù)據(jù)塊必須復(fù)制 m 份。其次，客戶必須找到每個文件的數(shù)據(jù)塊的完整拷貝，這將是比較困難的，并且任何一個數(shù)據(jù)塊的失效或者慢速訪問都將影響整個文件訪問的性能。編碼方式的冗余是指將數(shù)據(jù)通過一定的編碼算法計算出校驗數(shù)據(jù)，

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本文編號：2715910