HyperScale系统中容器存储子系统的设计与实现

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1、HyperScale系统中容器存储子系统的设计与实现作者姓名杨鹤凌学校导师姓名、职称覃桂敏副教授企业导师姓名、职称邱见高工申请学位类别工程硕士万方数据万方数据学校代码10701学号1410122578分类号TP311.5密级公开西安电子科技大学硕士学位论文HyperScale系统中容器存储子系统的设计与实现作者姓名：杨鹤凌领域：软件工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：覃桂敏副教授企业导师姓名、职称：邱见高工学院：软件学院提交日期：2017年4月万方数据万方数据DesignandImplemen

2、tationofContainerStorageSubsysteminHyperScaleSystemAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinSoftwareEngineeringByYangHelingSupervisor:QinGuiminAssociateProfessorSupervisor:QiuJianSeniorEngineerFebruar

3、y2015万方数据万方数据西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同事对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科

4、技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：万方数据万方数据摘要摘要随着IT技术的不断发展，各行业面对数据量的

5、猛烈增长，能够同时满足高速计算和海量存储的数据中心在各个领域中的作用变得越来越重要。IBM公司便提出了自己的HyperScale系统，将计算资源和存储资源进行整合，同时在系统底层使用了容器技术。HyperScale系统中负责计算工作的部分是ASC模块，分布式架构的底层使用了Docker容器，容器管理方面使用了Kubernetes编排工具；HyperScale系统中负责存储工作的部分为容器存储子系统，在传统的容器存储解决方案中，容器通常使用的是临时存储，经常会导致容器消失后，容器中的数据也随之消失，基

6、于此给底层使用容器技术的大型系统提供拥有持久化存储的容器就是必不可少的。同时，OpenStack中的Cinder组件从设计之初就是帮助系统管理块存储资源的，因此容器通过与Cinder组件进行整合来实现持久化存储也是符合行业需求的。本文中首先对研究人员在开发过程中发现的问题和用户在使用产品时遇到的困难进行充分调研，发现了现阶段很多种面向容器的资源存储方案都存在无法持久化存储的现象，与容器绑定的存储资源生命周期与系统中容器的生命周期息息相关，容器被停止甚至删除以后，极易导致原来与容器绑定的存储卷内的数据

7、一并消失，造成无法挽回的损失。在查阅大量国内外资料和公司文档后,本文对HyperScale系统中容器存储子系统在不同业务应用场景中的情况进行了详细的需求分析。在需求分析的基础上，本文仔细研究了IBM公司HyperScale系统的架构和各部分功能，进而分别详细描述了系统中的应用架构和功能结构，并基于此设计了帮助系统中的容器使用持久化存储资源的容器存储子系统。实现过程中，在目前行业内OpenStack与容器技术兼容性不断提高的背景下，提出了利用Cinder组件自身对块存储资源进行管理的特点，使容器存储与

8、Cinder组件进行整合的技术。本文把容器存储子系统分成了若干的功能模块，并对其中的节点存储创建模块、节点存储绑定模块、通信模块、容器存储转换模块、容器存储绑定模块进行了详细的设计与实现。本文在完成了容器存储子系统的实现工作后，对系统的各模块进行了充分的功能测试，并对系统整体进行了性能测试。在测试过程中，对测试出的系统漏洞和问题及时进行修改。本系统在实现完成后，与IBM公司的HyperScale系统进行整合，投入到实际生产环境中进行使用。本系统能够满足容器持久化存储业