【摘要】： 數字化信息的爆炸性增長使得人們需要對海量數據進行可靠的存儲與有效的利用。網絡光盤庫作為層次化海量存儲中的一種準在線存儲設備,在科研、生產等廣泛領域中具有非常重要的應用價值,提高其應用性能是改善超大容量存儲儀器實際應用的關鍵。 本文在深入研究網絡光盤庫基本模型的基礎上,對影響網絡光盤庫應用性能的因素進行深入的研究分析,探索提高傳輸性能的途徑和方法,為網絡光盤庫的實際應用提供了堅實的理論和實驗基礎。論文主要內容包括: 首先,研究了網絡光盤庫的用戶訪問請求到達的特點,建立了具有不同優(yōu)先權的用戶排隊模型。在深入研究用戶訪問行為之間邏輯聯(lián)系的基礎上,構建了具有時效性和重復性的“主動限制多訪問模型”,為提高網絡光盤庫的應用性能提供了新的模型基礎。 其次,論文分析了網絡光盤庫的Cache與磁盤中的Cache區(qū)別,為網絡光盤庫建立了在不同的訪問負載條件下的Cache替換算法。研究表明,通過建立有效的負載處理機制,可以減少對光盤庫的操作次數,提高網絡光盤庫存取速度,從而改善海量存儲系統(tǒng)性能。 第三,論文針對網絡光盤庫的實際應用環(huán)境,利用線性神經網絡方法對網絡光盤庫的應用性能進行了分析;結合網絡光盤庫的應用特點,建立了網絡光盤庫的對等系統(tǒng)模型。分析表明,通過建立對等系統(tǒng)模型,網絡光盤庫不僅能夠降低系統(tǒng)的響應時間,還可以提高系統(tǒng)的吞吐量,有效降低系統(tǒng)的訪問負載。 最后,論文在上述研究的基礎上,利用附網存儲的模塊化方法,設計并實現了網絡光盤庫的軟硬件模塊結構,并在此基礎上,結合本文的研究內容對網絡光盤庫的實際性能進行了實驗評測。測試結果表明:在實際的應用中,采用新處理機制的網絡光盤庫有很高的應用性能。這種通過對用戶訪問行為進行有效處理的機制,為超大容量數據存儲儀器的網絡化應用提供了一種新的方案,使網絡光盤庫具有高性能、高可用性、可擴展、易管理等特點。
【學位授予單位】：清華大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TP333
【圖文】：

圖 1-2 通常情況下的海量存儲系統(tǒng)層次存儲體系2 網絡光盤庫在傳統(tǒng)的海量存儲系統(tǒng)中，其層次結構分為三層：在線（on-line）、ar-line）和離線（off-line）；隨著網絡技術的發(fā)展，越來越多的存儲設便地用于海量存儲系統(tǒng)中，特別是擁有大容量、高可靠性的三級存儲在 2004 年，清華大學光盤國家工程研究中心研究的網絡光盤庫使得傳存儲層次體系發(fā)生了改變。如圖 1-3 所示，采用了網絡光盤庫的海量存系包含了四個層次結構，分別是在線、準在線、近線和離線。網絡光盤庫既有在線存儲設備的快速訪問速度，也有離線存儲設備的構，它是一種介于在線設備和近線設備之間的準在線存儲設備。在上面的層次存儲體系下，這種將常用數據通過總線從光盤庫中轉移沖區(qū)作為準在線數據保存的方案，與將同樣數據通過網絡遷移到 SCS作為在線數據存儲的方案相比，前者可以在提供相近的性能前提下，存儲系統(tǒng)中網絡的數據遷移量，大幅度節(jié)省網絡帶寬。另外，海量存

圖 1-3 海量存儲系統(tǒng)應用網絡光盤庫的層次存儲結構1.3 國內外研究進展1.3.1 海量存儲系統(tǒng)的研究在海量存儲系統(tǒng)的研究領域，過去的研究大部分集中在對關系型數據存儲應用的研究上，側重于解決存儲系統(tǒng)的小數據量并發(fā)訪問、訪問的可靠性、及時性等問題[26,27]，而對側重要求可擴展性和低單位容量存儲成本的非關系型科研數據海量存儲系統(tǒng)研究則相對較少。對于后者來說，由于數據量的巨大以及受到成本的限制，近線存儲設備常常成為非關系型海量存儲系統(tǒng)中的重要存儲設備，研究并提高它的性能成為此類海量存儲系統(tǒng)設計的關鍵問題。在近線存儲設備應用于海量存儲系統(tǒng)中的研究中，海量存儲系統(tǒng)的設計[9,12通常采用由在線數據、近線數據和離線數據組成的層次存儲體系[23,28]。海量存儲系統(tǒng)采用層次存儲體系的優(yōu)點在于可以在降低單位存儲容量成本的同時，也使存儲系統(tǒng)保持較好的系統(tǒng)性能。這個領域的研究主要集中在建立層次存儲體系的通用存儲模型[24,29]、研究層次存儲體系中的數據分布[30,31,32]和調度策略[33,34

與網絡用戶進行數據。網絡接口使得整個系統(tǒng)從一個離線系統(tǒng)變成了一個真正的準在線系統(tǒng)。它的基本結構如圖2-1 所示。圖 2-1 網絡光盤庫的基本結構網絡光盤庫是一種新型網絡存儲設備，是國家重點基礎研究發(fā)展規(guī)劃項目（973）“新型超高密度、超快速光信息存儲與處理的基礎研究”的子課題“快速并行數據存儲處理研究”的一項成果。網絡光盤庫的最大特點就是它作為一個獨立的存儲設備，在引入磁盤做緩存后，使得其存取性能大大提高。與光盤庫這種傳統(tǒng)的近線存儲設備相比，網絡光盤庫可視為一個準在線存儲設備，它既有近線存儲設備的大容量特點，又有在線存儲設備的快速響應特點。同時，網絡光盤庫又是一個網絡存儲設備，它并不是作為一個存儲外設在離線狀態(tài)下，與某個用戶進行數據交換傳輸，而是作為一個存儲設備在 Internet上，與多個用戶進行數據交換傳輸。從理論上構建網絡光盤庫的體系結構是以前研究的重點，這是本論文工作的基礎。本論文的工作是將網絡光盤庫置于實際的網絡環(huán)境下，考察研究它的

【引證文獻】

相關期刊論文 前1條

1 趙慶齡;;光盤庫技術在中小型圖書館中的應用研究[J];科技情報開發(fā)與經濟;2013年06期

相關博士學位論文 前1條

1 康劍斌;只讀磁盤-磁帶庫系統(tǒng)研究與實現[D];清華大學;2009年

相關碩士學位論文 前1條

1 馬曉銘;網絡光盤庫主控系統(tǒng)的設計與實現[D];南京航空航天大學;2011年

本文編號：2757570