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对象存储系统中数据管理策略研究

作　者: 谢黎明
导　师: 冯丹
学　校: 华中科技大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 对象存储系统对象存储设备对象存储控制器扩展哈希
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 81次
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内容摘要

目前,在超级计算领域,对高I/O吞吐率、高并行性和高扩展性的存储系统要求日益迫切,而传统的存储系统已经难以满足应用需求。实际的需求推动着存储系统不断向前发展,一种新兴的存储模式,对象存储系统应运而生。对象存储系统中文件系统是分布式文件系统。与传统分布式文件系统不同的是,对象存储将数据管理功能下移到智能化的对象存储设备上。对象存储设备负责管理磁盘空间,是对象存储系统中数据的载体,也是存储系统管理的核心。单个对象存储设备性能的提升直接影响对象存储系统的性能。可以从硬件和软件两个方面改善其性能。硬件方面主要针对网络存储的特征,设计I/O吞吐率高、低功耗和可扩展性好的嵌入式对象存储设备控制器,它采用Xscale微架构处理器和交换式架构实现。交换式架构支持任意接口到其他接口的并行事务,可以解决传统I/O总线瓶颈,实现并行I/O。软件方面主要是在对象设备端开发基于扩展哈希的对象文件系统XOBFS(eXtensible hashing Object-based Storage File System),实现对象存储系统存储资源管理。在XOBFS中,磁盘空间被划分成多个区域单元,区域中定长块分配策略与位图管理空闲块方式结合,使得系统在长期运行中不会产生外部碎片,性能不会退化;对象属性用扩展哈希管理,在哈希桶中采用相同对象属性相邻存放策略。属性管理的实现,为更好地组织与管理数据,以及改善数据共享做好准备。最后通过合成Trace对XOBFS进行仿真测试,测试结果表明XOBFS的I/O吞吐率比传统文件系统高,且不会随时间增长而老化。XOBFS为对象存储设备端提供了一种有效的数据管理方法。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-21
  1.1 对象存储系统  8-14
  1.2 国内外研究现状  14-18
  1.3 本文研究的目的和内容  18-20
  1.4 本章小结  20-21
2 对象存储控制器  21-29
  2.1 对象存储控制器体系结构  21-23
  2.2 对象存储控制器工作原理  23-24
  2.3 对象存储控制器的引导程序  24-27
  2.4 对象存储控制器的操作系统  27-28
  2.5 本章小结  28-29
3 对象存储设备端文件系统XOBFS 的设计  29-40
  3.1 设备端文件系统设计概要  30-31
  3.2 对象映射机制  31-35
  3.3 对象数据区空间分配  35-36
  3.4 属性管理  36-37
  3.5 缓冲策略  37-38
  3.6 本章小结  38-40
4 对象存储设备端文件系统XOBFS 的实现  40-50
  4.1 OSD 标准接口  40-42
  4.2 软件结构  42-44
  4.3 对象元数据  44-46
  4.4 算法描述与分析  46-49
  4.5 本章小结  49-50
5 性能测试  50-59
  5.1 Trace 特征  50-51
  5.2 文件系统性能测试  51-56
  5.3 属性管理性能测试  56-58
  5.4 本章小结  58-59
6 全文总结  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-65
附录攻读硕士学位期间发表论文目录  65

对象存储系统中数据管理策略研究

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