对象存储结点的设计与实现

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1、*摘要随着知识经济的推进和信息时代的日益临近，同时在网络技术革新的推动下，存储行业既迎来大好的市场前景又面临巨大技术挑战。数据量的指数级增长和基于高速网络的数据应用要求的进一步提高，对数据存储技术提出了革新的要求，不仅针对网络存储的体系结构，而且对存储设备的接口也提出了新的要求。基于对象存储提出了对象这样新的数据存储单位，增加了数据的自我管理能力，同时方便了数据的共享和访问，将对象存储系统中各个不同功能部件的职能进行了重新的分工，将对象数据的物理存储管理任务移交给存储设备，提高了存储结点的智能性。用户和存储设备结点之间直接进行数据传输，从而提高了数据访问速度以及系统

2、的可扩展性。基于对象的存储设备结点利用通用处理器的计算能力，实现专用OSDController（Object-BasedStorageDeviceController）的处理功能。对象处理模块通过可装载方式插入到Linux操作系统内核，在内核态下实现，减少I/O过程中内核切换的开销。基于对象存储结点通过iSCSI通道和MDS、Client进行数据交互，顺应了现在网络存储向低成本IP存储发展的趋势。对象存储结点实现了最新T10标准中的常用OSD命令集，并对该标准进行相应的扩展。对象存储结点在Ext2文件系统基础上构建了对象存储管理，实现了对象存储接口的物理基础和外部访

3、问接口。测试结果表明，对象接口很好地提高了设备的并行性和传输效率，同时单台对象存储结点虽然增加了元数据管理负担，但是性能仍然和文件接口的FTP相当。关键词：网络存储，对象存储系统，iSCSI通道，基于对象存储结点，对象属性*本文的研究工作受国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2004CB318201)和中国国家自然科学基金资助项目(60303032)资助。IV*AbstractWiththedevelopmentofknowledgeeconomyandthespreadofinformationage,drivenbynetworktechnology

4、，thereareopportunitiesandchallengesinprosperousfutureofstorageindustry.Includingarchitectureofdatastoragesystemandtheinterfacesofstoragedevices,inovationsindatastoragetechonologyareneededduetotheincreasingdemandofdataapplicationandgeometricallyaugmenteddata.Object-Basedstorage,newstora

5、geunit,object,isintroduced,enhancingtheself-management,sharingandaccessingcapabilitiesofdata.Objectbasedstoragearchitecturerearrangesthefunctionsofdifferentcomponents,whileadoptingtheadvantagesanddiscardthedisadvantagesofpresentnetworkstoragesystem.Theintelligenceisimprovedandphysicals

6、toragemanagementtransactionistransferedtostoragedevice.Thus,thedirectdatatransferbetweenuserandstoragedevices,sothedatavisittimeandefficiencyisacceleratedandthescalabilityofsystemisimproved.Theobject-basedstoragedeviceisrealizedbyspecifiedOSDControlleronthebasisofpresentprocessingcapab

7、ility.Realizedbyloadablemodule,thedataprocessingprocessisrealizedunderkernel.TheswitchingspeedingduringI/Oprocedureisdecreased.ThedatatransferbetweenobjectbaseddevicesisthroughiSCSIchanel,MDSandClient,whichisinthetrendofthelow-costIPstorageinnetworkstoragetechonology.TheOSDimplementt