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网络环境下的分布式存储系统的设计与实现

作　者: 何润润
导　师: 石晓龙
学　校: 华中科技大学
专　业: 系统工程
关键词: 分布式存储文件块元数据负载平衡
分类号: TP333
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 52次
引　用: 0次
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内容摘要

伴随网络和计算机的迅猛发展,网络各种资源急剧增大。无论企业还是个人,对存储空间的需求都呈现几何级数增长。小容量的存储设备或者单个磁盘的存储容量与存取速度已经无法满足人们的存储需求。上世纪末,在互联网深入发展的背景下,关于数据的海量存储已经成为急需解决的问题。而据统计,有许多商用和个人PC的磁盘利用率只有50%左右,大量的存储空间被闲置。为了能够把这些闲置的存储空间连接起来,构成一个巨大的存储池,使得应用者不必购买专门的售价昂贵的服务器而大大降低存储成本,论文提出了一种规模相对较小的带中心服务器的分布式存储系统。论文根据应用环境确定了有中心服务器的架构。为了提高系统的性能,系统将元数据和文件块数据独立分开存放,降低了网络的通信量,同时把对文件的访问分散到多台机器上,提高了系统的读写效率。针对分布式系统各存储节点的负载不平衡这个问题,论文采用了基于系统负荷度和文件块访问热度的文件块迁移和复制策略,有效地平衡了节点的负载。为了让系统拥有较高的可靠度和提高存储空间的利用率,系统采用了文件分块以及文件冗余的方式来分发文件,同时采用了动态的文件块拷贝的方式,保证数据有较高的可获得性。在易用性方面,系统向应用者提供文件操作接口并在客户端采用了图形界面。论文描述了系统的设计目标和功能模块并对整个实现过程作了详细的描述,并以实验室内的普通PC机作为测试环境,对系统性能,容量的易扩展性以及读写带宽方面做了测试。通过测试,验证了系统有着良好的读写带宽,很好的扩展性,较有效地缓解了海量数据的存储问题,达到了预期的目标。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-20
  1.1 背景介绍  9-10
  1.2 研究现状  10-17
  1.3 研究目的与意义  17-18
  1.4 本文的主要研究内容与结构  18-20
2 系统结构介绍及交互设计  20-32
  2.1 设计目标  20-21
  2.2 系统架构和特点  21-27
  2.3 系统交互设计  27-32
3 系统交互实现  32-55
  3.1 相关机制和数据结构  32-35
  3.2 系统通信流程和数据交互  35-45
  3.3 系统可用性机制设计  45-47
  3.4 负载均衡机制设计  47-55
4 系统测试  55-59
  4.1 测试环境  55
  4.2 写文件结果测试  55-57
  4.3 读文件结果测试  57-58
  4.4 结果分析  58-59
5 总结与展望  59-60
  5.1 论文总结  59
  5.2 工作展望  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-64
附录一攻读硕士学位期间发表的学术论文  64-65
附录二攻读硕士学位期间参加的科研项目  65

网络环境下的分布式存储系统的设计与实现

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