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并行文件系统元数据管理研究

作　者: 何飞跃
导　师: 庞丽萍
学　校: 华中科技大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 集群并行文件系统元数据管理高可用镜像故障屏蔽
分类号: TP316
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 242次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着高性能微处理器、高速网络的出现和对计算能力需求的增大,以廉价硬件和软件支撑的集群系统越来越被广泛地使用,引起集群技术的迅猛发展。集群文件系统是集群的一个重要组成部分,作为一种集群体系结构上的并行文件系统,它为用户提供一个虚拟化大容量存储器的统一访问接口和高I/O带宽。由于集群文件系统的文件数据分散存储在各个结点上,文件的定位需要借助元数据来完成,元数据的管理成为管理数据的一个关键。为了提高元数据管理的可靠性,需要具有容错能力的元数据管理系统。为此,我们针对集群文件系统的元数据管理,设计了一个双元服务器系统。该系统内部由两台元数据服务器组成,通过对元数据的镜像产生副本,保证元数据的可靠性;通过主服务器失效后从服务器接管服务来屏蔽故障,保证元数据服务的连续性。系统具有集中管理方式控制简单、易于实现和维护等优点,克服了其单一失效点的缺陷,同时又避免了分布式管理的一致性维护设计与开销。在Linux内核空间实现元数据镜像技术、故障检测技术、IP接管技术和恢复技术,具有对应用程序透明性的特点。系统的最终目的是将其结构推广到多机情况下,进一步提高容错能力,实现高可用性。为了提高元数据服务器的处理效率,提出了一种寄生式元数据存储管理方法。并行文件系统的元数据寄生在本地文件系统内核中,通过增加系统调用实现对寄生元数据的操作,保证对现有系统的兼容性。将该方法应用于PVFS(Parallel Virtual File System)的元数据管理,元数据操作性能提高大约5～8倍。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-19
  1.1 引言  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-17
  1.3 课题主要工作与论文组织  17-19
2 元数据的集中式管理和分布式管理  19-28
  2.1 集中式元数据管理  19-22
  2.2 分布式元数据管理  22-26
  2.3 混合管理方式  26
  2.4 小结  26-28
3 具有容错能力的双元服务器系统设计  28-37
  3.1 设计目标  28-29
  3.2 总体方案与功能模块  29-32
  3.3 双元服务器系统可靠性预测  32-35
  3.4 双元服务器系统结构的推广  35-36
  3.5 小结  36-37
4 双元服务器系统的关键实现技术  37-50
  4.1 元数据镜像技术  37-45
  4.2 故障检测技术  45-46
  4.3 IP接管技术  46-48
  4.4 恢复技术  48-49
  4.5 小结  49-50
5 一种寄生式元数据存储管理方法  50-57
  5.1 基于文件的元数据存储  50
  5.2 寄生式元数据存储管理方法  50-51
  5.3 PVFS寄生式元数据存储管理实现  51-55
  5.4 小结  55-57
6 结束语  57-59
致谢  59-60
参考文献  60-64
附录1 攻读学位期间发表论文目录  64

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