基于SAN的異構(gòu)機(jī)共享文件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、大型企業(yè)的計(jì)算設(shè)施通常是由開放平臺(tái)和大型機(jī)組成的多服務(wù)器異構(gòu)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)二者的計(jì)算資源集中存儲(chǔ)和共享訪問，對降低企業(yè)的存儲(chǔ)管理成本具有非常重要的作用。 基于存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(Storage Area Network，SAN)異構(gòu)機(jī)共享文件系統(tǒng)正是為實(shí)現(xiàn)開放平臺(tái)和大型機(jī)對存儲(chǔ)資源的共享訪問而設(shè)計(jì)的。系統(tǒng)采用雙網(wǎng)絡(luò)型架構(gòu)：將開放平臺(tái)和大型機(jī)通過SAN網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ)設(shè)備，借助SAN的直接存儲(chǔ)訪問能力，系統(tǒng)可以擁有接近本地文件系統(tǒng)的存儲(chǔ)訪問性能

2、；通過局域網(wǎng)(LocialArea Network，LAN)來傳遞開放平臺(tái)和大型機(jī)間的文件訪問控制信息，能很好地協(xié)調(diào)二者對設(shè)備的共享訪問。此外，系統(tǒng)在開放平臺(tái)上通過元數(shù)據(jù)代理模塊和文件訪問模塊來模擬大型機(jī)文件系統(tǒng)功能，從而屏蔽了開放平臺(tái)和大型機(jī)的文件系統(tǒng)差異，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的透明存儲(chǔ)訪問。 針對本系統(tǒng)主要的研究工作和研究成果如下： 1)研究了緩存、預(yù)讀和聚集寫、異步I/O、裸設(shè)備訪問等多種磁盤文件讀寫技術(shù)，將其綜合應(yīng)用于系統(tǒng)

3、的文件讀寫訪問中。提出了一種與大型機(jī)文件系統(tǒng)特征相結(jié)合的BPB/TPB緩沖區(qū)長度調(diào)整策略。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用上述策略后，系統(tǒng)的讀性能最多可以提高0．15倍，寫性能最多可以提高0．25倍。 2)研究了元數(shù)據(jù)服務(wù)器集群和冗余I/O路徑的技術(shù)，并提出適用于本系統(tǒng)的簡單且有效的負(fù)載均衡和容錯(cuò)算法，如針對元數(shù)據(jù)服務(wù)器集群的負(fù)載均衡提出了以服務(wù)器性能為權(quán)值的加權(quán)最小AP數(shù)算法等。采用上述兩種技術(shù)后，系統(tǒng)的處理速度得到了提高并且避免了單點(diǎn)故障

4、，系統(tǒng)具有了高可用性和高可靠性。 3)根據(jù)元數(shù)據(jù)事務(wù)消息的傳輸需求，在TCP/IP基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了新的兩層協(xié)議RACP/RTCP，該協(xié)議通過一對一的請求和確認(rèn)消息以及連接異常時(shí)的自動(dòng)恢復(fù)功能，保證了元數(shù)據(jù)事務(wù)的可靠性傳輸。 4)根據(jù)字符設(shè)備的特殊需求，設(shè)計(jì)了一個(gè)偽設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，它將塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)的策略例程應(yīng)用到字符設(shè)備的訪問中，從而解決了光纖通道發(fā)生故障時(shí)字符設(shè)備的I/O死等問題。 基于SAN的異構(gòu)機(jī)共享文件系統(tǒng)已被實(shí)現(xiàn)