基于虚拟接口的网络存储系统研究

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1、华中科技大学博士学位论文基于虚拟接口的网络存储系统研究姓名：陈俭喜申请学位级别：博士专业：计算机系统结构指导教师：张江陵;冯丹20060510在VISA系统中，存储资源分配与块地址映射策略是影响系统性能的一个关键因素，因此设计并分析了三种不同的分配与映射算法。布局优先的资源分配与块地址映射算法仅考虑数据的分布与布局，可以实现对数据读取性能的优化；负载优先的资源分配与块地址映射算法则仅考虑了存储节点的负载对存取性能的影响，可以优化写请求的响应时间。综合二者的优点，综合的资源分配与块地址映射算法既考虑到存储节点的当前负载情况，又兼顾数据分布与布局的均匀性，实现了对VISA系统读/写性能的全面优化。

2、缓存一直都是优化系统性能的一项重要技术，而决定其性能的关键因素则包括数据块的替换策略和数据块的放置策略两个方面。根据网络存储系统的特性和VISA系统的缓存分布特征，提出了访问即可淘汰的第二级缓存替换策略和基于存储地址空间连续性和局部性的智能预取策略。它们在几乎不增加系统开销的情况下可以有效地改善VISA系统的存储访问性能。关键词：网络存储，虚拟接口存储结构，存储虚拟化，存储资源分配，块地址映射，多级CacheIIAbstract*Recentdevelopmentsincomputersystemsandhigh-speednetworksandlotsofnewdataintensiveap

3、plicationshaveincreasedtherequirementonstorage.Tomeetthere-quirementofsomeapplications,itisquitecrucialforstoragesystemstonotonlyhavehighaccessbandwidth,highreliabilityandscalabilitybutalsomanageandmakefullyuseofthoseheterogeneousstorageresources,whichisabigchallengeforstoragesys-tems.Hence,it’sasig

4、nificantstrategytomeetthechallengebyconstructinganetworkstoragesystemwithahighspeednetworkchannelandinnovationalstoragetechniques.VirtualInterfaceArchitecture(VIA)isalowoverhead,highbandwidthuser-levellightweightstandardcommunicationarchitecture.ThespecialcharactersofVIA,includ-ingshorteningthetradi

5、tionalI/Opath,solvingthecooperationprobleminFCSAN(Fi-breChannelbasedStorageAreaNetwork)andprovidingRemoteDirectMemoryAccess(RDMA),makeitisquitesuitablefornetworkstoragesystem.AndsoaVirtualInterfaceStorageSystem(VISA)isproposedtoovercomethebottleneckofnetworktransferandproblemsofcompatibilityandcoope

6、rationinFCSAN,whichalsosavesthecostofbuildingnetworkstoragesystem.Thestorageresourceisprovidedbystoragenodesandscheduledbythemetadataserver.ClientswithinVISAcanaccessstorageresourcesdi-rectlywhileremoteuserscanusestorageresourcesbyiSCSIconnections.PresentVIAwasimplementedbyspecialnetworkhardwareorby

7、software,thefor-mermakesitincompatibleandalsoveryexpensivewhilethelattercounteractsitshighperformance.InordertoexploitthepotentialperformanceofVISAandavoidthelimita-tionsofpresentVIAimplementations,an