分布式存储系统访问接口设计

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要分布式高性能的应用需要高带宽低延迟的通信协议，近年来网络物理带宽已经大幅度增长，而传统网络体系结构、通信协议并没有在应用程序级达到硬件支持的性能。VIA(ViSualInterfaceArchitecture)作为集群通信的工业标准，能充分发挥高速网络的性能。本文将VIA协议引入到存储领域中，提出了一种内核级VIA协议。它是在用户级VIA协议基础上改进而来，块设备驱动程序可以直接操作网卡，减少不必要的软件开销，缩短通信操作的关键路径，大幅度的降低通信延迟。为使VIA协议满足存储应用大规模数据传输的要求，对VIA做了一定的扩展，提出了基于vI的高层同

2、步机制，使得发送方和接收方可以互相协调，共同完成数据传输。实现了VIA。NBD(VIA-NetwokBlockDevice)客户端，网络设备要完成两个主要拍功能，要能通过文付：系统进行管理，为磁盘访问提供支持；其次要能利用VIA协议而不是TCP／IP协议栈实现数据有效传输。iSCSI(internetSmallComputerSystemInterface)技术具有易于安装、成本低廉、不受地理限制、良好的互操作性、管理方便等优势。它依托于TCP／IP协议栈的，从理论上来说，任何两台具有TCP／IP主机都可以通过iSCSI协议实现设备级共享。即无论距离多远、。无论何种网络介质，

3、也无论两端主机运行的是何种操作系统，iSCSI都可以实现跨平台的设备级的共享。为使广域网上用户仍然可以使用基于vI的分布式存储设备，利用iSCSI协议，通过创建虚拟磁盘为用户提供存储设备的远程访问方法。关键词：分布式存储，虚拟接口，轻量薮协议，小型计算机系统接口本项研究I。作受圊象自然科学丛金(60273074)和湖北省杰出青年拈金资啮j华中科技大学硕士学位论文AbstractDistributed，highpaerformanceapplicationneedsthecommunicatingprotocolwithhighbandwithandlowlatency．tTh

4、enetworkphysicalbandwitl-hasbeenincreasedrapidly，buttraditionalnetworkarchitecture01communicatingprotocolhasnotachievedtheperformancethathardwarecansupportattheapplicationlevel．VIAisanindustrystandardinclustercommunication．ThispaperintroducetheVIAprococolintostorageareaandimplementonekindof

5、kernel一．1evelVIAprococ01．Itiadevelopedfromtheuser—levelVIA。Iteliminatesthesystem—processingoverheadofthetraditionalmodelbyprovidngeachconsumerprocesswithaprotected，directly和cessible1interfacetotheneworkhardware—aVirtualInterface．ButtheVIArequiresthatthereceivershouldprepostadescrptortothere

6、ceivequeuebeforethesenderrequestsdatatransfer．Toovercomethisprepostingconstraint，wedevelopedbetweensenderandrecervertoguaranteeavailable．asynchronizationmechanismthatatleastonedescriptorisInthispaper，wedescribeadesignandinplementationofanetworkblockdeviceoverVIAforLinuxbasedclusterofPCs．The

7、VIA-NBDisas9flwarelayerwhichoffertheabstractionofastoragemediaacrossthenetwork．，wherearemoteserverprovidestherealphysicalstorage．VIA—NBDclientscanaccesstheserver’Sdiskdeviceasifitwerealocalonethroughavirtualdevicecreatedaitheclie疵sideiSCSIintergratesthee