一种高速云存储设备的分析与研究

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1、万方数据分类号UDCTP333004密级公五编号10299S1108074@江荨大擎硕士学位论文一种高速云存储设备的分析与研究AnalysisandStudyofaHigh-·SpeedCloudStorageDevices申请学位级别亟±专业名称让篡扭应旦撞苤论文提交日期2Q!垒生!!旦答辩日期2Q!垒生!至旦学位授予单位和日期辽菱太堂2Q!垒生!至旦答辩委员会主席评阅人万方数据学位论文版权使用授权书IMIIH)11IIIIIIIIIIIIIIirlIIIY2748312江苏大学、中国科学技术信息研究所、

2、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密叱∥学位论文作者签名：级屠，彰∞件年lz月肜日指导教师签名伽

3、fq年11万方数据独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名象屠疡日期：加竹年陟月肜日万方数据江苏大学硕士学位论文摘要近年来，随着新兴技术的迅猛发展，越来越多的信息被数据化，数据从GB、T

4、B到PB量级海量急剧增长。存储系统的性能面临着严峻挑战，而云存储具有可扩展、高性能、高可用性、大规模数据访问的特性，能够为海量数据的存取提供方便，但是采用机械硬盘来存储数据，很难满足多用户高速I／O的请求。新型非易失存储器具有与DRAM相媲美的访问速度，是构建云存储设备的重要存储介质，但是存在着读写延迟和使用寿命有限等问题。本文针对采用新型存储器构建的云存储设备存在的问题，提出了如下的解决方法：(1)在云存储设备中引入缓存技术，使用DRAM构建主缓存和原始数据缓存。主缓存用来合并对同一数据的多次写操作，降低

5、写存储设备的数据量；原始数据缓存用来降低写回存储设备的数据量。采用比较写回算法和缓存数据项主动淘汰策略降低了写云存储设备的21％一99％数据量，延长了云存储设备的使用寿命，提高了7％～27％的I／O性能。(2)在云存储设备中添加均匀分布策略来分散写操作，较为均匀的把数据写到存储块中，避免过度的对存储单元进行写操作。采用哈希函数管理存储块，当文件在创建或者由于文件修改后文件容量变大时，为文件申请新的存储块。通过申请写次数较低的存储块，避免写操作的集中；采用分散式回收存储块算法，当文件删除或者由于文件修改后文件

6、容量缩小时，回收文件所占用的存储块，降低均匀分布策略对存储设备I／O性能的影响。均匀分布策略使得存储块的写次数，降低为原来的1／15左右，I／O性能仅下降约3％。通过实现基于新型存储器云存储设备的原型，并对原型系统进行了测试与分析，验证了上述方法能够有效的解决基于新型存储器云存储设备存在的问题，具有一定的稳定性。关键词：存储系统，云存储，新型非易失存储器，缓存，均匀分布万方数据一种高速云存储设备的分析与研究II万方数据江苏大学硕士学位论文ABSTRACTInrecentyears，withtherapidd

7、evelopmentofemergingtechnologies，moreandmoreinformationisdigitized,datagrowthsharply舶mGB，TBtoPBlevelmass．Theperformanceofthestoragesystemisfacingseriouschallenges，cloudstorage丽t11ascalable，highperformance，highavailability,massdataaccesscharacteristics，Canp

8、rovideconvenientaccesstomassdata,buttheuseofmechanicalharddisktostoredata,isdifficulttomeetmulti-userhighspeedI／Orequests．Newnon-volatilememoryiscomparablewithDRAMaccessspeed，andisanimportantstoragemediumtobu