基于ⅵ的高性能存储网络系统的设计及实现

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1、华中科技大学硕士学位论文基于Ⅵ的高性能存储网络系统的设计及实现姓名：叶飞申请学位级别：硕士专业：计算机系统结构指导教师：冯丹20060509华中科技大学硕士学位论文摘要*为了满足地理信息系统等应用系统对高带宽、低延迟的廉价海量存储网络系统的巨大需求，基于VIA（VirtualInterfaceArchitecture）通信协议和以太网技术的VISA（VirtualInterfaceStorageArchitecture）应运而生。VISA系统是一个融合了内核级VIA通信协议和存储区域网技术的高性能存储网络系统，由存储结点、元数据服务器及客户结点三部分组成，实现了块级存储虚拟化、存储资源

2、的分配与映射策略和数据的动态分布与布局。VIA协议作为一种广泛应用于集群计算环境下的轻量级通信协议，已经在实践中证明了比传统TCP/IP协议更优的通信性能。在开源的M-VIA代码的基础上，将用户级VIA协议改进为内核级VIA协议，使其更适合于存储网络系统。采用Syskonnect公司的SK9821网卡，在linux平台下实现了支持VIA协议的网卡驱动程序，使VIA协议能够运行在千兆以太网传输介质上。经过在该平台上测试内核级VIA协议及TCP/IP协议，已经证明了内核级VIA协议在性能上的优势。VISA系统的存储结点采用模块化的设计方法，通过建立缓存、采用数据聚合、多线程并行操作等技术来

3、提高性能，并且配合得非常合理，对存储结点性能提升很大。VISA系统的元数据管理子系统实现了物理设备和逻辑设备的块地址空间之间的映射，支持动态地址映射、动态块重分配和热块冗余技术，从而有效地改善了VISA存储网络系统的数据布局，提高了存储管理的灵活性。VISA存储网络系统的性能优势已在与iSCSI的测试对比中得到证明。关键词：虚拟接口，虚拟接口存储系统，存储网络系统*本项研究工作受国家自然科学基金（60273074）和973计划项目（2004CB318201）资助I华中科技大学硕士学位论文Abstract*TosolveGIS(GeographyInformationSystem)and

4、otherapplicationsystems’shugedemandforcheepmassstoragenetworksystemwithhighbandwidthandlowlatency,VISA(VirtualInterfaceStorageArchitecture)whichbasedonVIA（VirtualInterfaceArchitecture）communicationprotocolandEthernettechnologyisbroughtout.VISAisahigh-performancestoragenetworksystemwhichcombinedk

5、ernellevelVIAcommunicationprotocolandSANtechnology,whichisimplementedwithstoragenodeandmetadataserverandclientnode,andwhichaccordswithpurposeofblock-levelvirtualization,andstrategyofallocationandmappingofstorageresource,anddynamicplacementandlayoutofdata.VIAprotocolisalight-weightuser-levelcommu

6、nicationprotocolwhichhasbeenusedintheclustercomputingenvironmentwidelyandhasapproveditsadvantagecomparedtoTCP/IPprotocolpractically.Kernel-levelVIAprotocolwhichfitstoragenetworksystemmoreisimplementeduponthebasisofopenM-VIAsourcecode,auser-levelVIAprotocolimplementation.TomakingVIAprotocolrunupo

7、ngigabitEthernettransmissionmedium,adevicedriverwhichsupportsVIAprotocolandTCP/IPprotocolonthelinuxplatformisimplementedbyusingSysKonnectCompany’sSK-9821gigabitEthernetnetworkadapter.Bytestingperformanceofkernel-levelVIAprot