基于負(fù)載均衡的存儲架構(gòu)研究與應(yīng)用.pdf

1、社會信息化程度的急速發(fā)展，使得數(shù)據(jù)正成幾何級的數(shù)量爆炸性的產(chǎn)生，從而對存儲提出的更高、更多的要求。雖然現(xiàn)在磁盤存儲容量在不斷的增加，但面對爆炸性的數(shù)據(jù)增長，本地磁盤的存儲方案已經(jīng)體現(xiàn)出了的局限性。隨著云計算概念的提出，存儲即服務(wù)(Storage asa SeⅣice)的SaaS模型和云存儲的概念也得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。以硬件冗余、自動故障切換、海量并行擴(kuò)容、負(fù)載均衡及易于管理為標(biāo)志的云存儲的到來使得大規(guī)模的廉價的存儲成為了可能。云存儲

2、中核心的技術(shù)便是虛擬化技術(shù)，包括有設(shè)備虛擬化、服務(wù)虛擬化等。存儲的虛擬化是實現(xiàn)云存儲的關(guān)鍵步驟。
　　 本文在借鑒成熟的存儲架構(gòu)（如DAS、NAS、SAN、OBS等）的基礎(chǔ)上，通過實踐找到一種適合云計算形態(tài)的存儲形式，并將這種存儲體系在云的狀態(tài)下進(jìn)行部署應(yīng)用?，F(xiàn)行主流的存儲架構(gòu)都有著各自的優(yōu)缺點，某些架構(gòu)是在特定的應(yīng)用環(huán)境下發(fā)展建立起來的。例如DAS(Direct-Attached Storage)采用電纜直接到服務(wù)器的，I/O

3、請求直接發(fā)送到存儲設(shè)備，但其在備份、恢復(fù)、擴(kuò)展、災(zāi)備等方面存在著突出的問題；SAN(Storage Area Network)技術(shù)是一種利用FC(FiberChannel)等互連協(xié)議連接起來的，傳輸效率很高，但實施成本非常高。NAS(Network-Attached Storage)以文件作為基礎(chǔ)，建立專用于數(shù)據(jù)存儲的存儲私網(wǎng)，NAS主要將目光集中于應(yīng)用、用戶、文件及其共享上。
　　 與主流的存儲架構(gòu)相比，基于虛擬存儲的云存儲會

4、具有明顯的優(yōu)越性：虛擬存儲提供了一種大容量存儲系統(tǒng)集中管理的手段，采用統(tǒng)一的環(huán)節(jié)對整個虛擬存儲網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點進(jìn)行管理，避免了設(shè)備擴(kuò)充等帶了的管理麻煩，在虛擬存儲中，擴(kuò)容僅僅是管理員對新加設(shè)備的節(jié)點掛接，對整個系統(tǒng)的運行沒有影響：虛擬存儲大大提高了存儲系統(tǒng)的整體訪問帶寬，存儲系統(tǒng)是有多個的存儲模塊構(gòu)成，而虛擬存儲良好的負(fù)載均衡能力會使得數(shù)據(jù)的寫入與訪問更加平衡，性能大幅的提高；虛擬存儲使得存儲資源的管理更加靈活，不論是在副本管理還是元數(shù)據(jù)管

5、理方面，虛擬存儲都提供了良好的支持。
　　 本文通過建立三級虛擬化層次以組織一個自物理層至用戶層的虛擬存儲空間。借鑒引入成熟架構(gòu)中的關(guān)鍵技術(shù)，并整合利用了一些開源項目組貢獻(xiàn)的相關(guān)中間件，建立起本文中描述的通用虛擬存儲體系。該虛擬存儲架構(gòu)在設(shè)計之初特別注重了存儲體系對用戶的透明性，對終端用戶而言，存儲空間在理論上是無限的，數(shù)據(jù)在云端是安全且易用使用的。本文致力于在普通商用網(wǎng)絡(luò)上建立大規(guī)模分布式的安全存儲網(wǎng)絡(luò)。通過加入了規(guī)則的概念實

6、現(xiàn)了虛擬存儲系統(tǒng)的靈活控制和管理，并在實現(xiàn)過程中根據(jù)實際需求加入了在文件讀取兩方面的負(fù)載均衡控制。
　　 另一方面，隨著軟件即服務(wù)的SaaS應(yīng)用模式已經(jīng)被廣泛的接受和應(yīng)用。這種按需定制、多租戶、靈活可配置的模式為用戶提供了極大的方便。在云計算成為大勢所趨的背景之下，SaaS甚者PaaS的應(yīng)用模式的應(yīng)用必然會愈發(fā)普遍。本文在提出虛擬存儲架構(gòu)的基礎(chǔ)上，同時從虛擬存儲的SaaS應(yīng)用模式角度進(jìn)行了研究和闡述。我們利用項目組在柔性按需配置