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网络应用的普及和数据信息爆炸性增长，使企业对存储网络系统的依赖性变得越来越强。一方面企业通过存储网络存放作为企业重要财富的数据信息，另一方面通过存储网络满足用户的多种需求和提供各种相应的服务，这些要求企业必须构建高可用的存储网络系统。目前，已经出现了多种网络存储技术，虽然这些技术构建的网络存储系统在一定程度上满足了应用对大容量、高性能、动态可扩展性、易维护性和开放性等方面的需求。但是，在满足应用对高可靠性、高可用性的需求方面却显得不足。所以，研究存储网络的高可用技术具有重要的理论意义和重大的经济价值。 在存储网络高可用系统的设计中，可用性是衡量整个系统高可用的关键因素。为此，从两个方面对存储网络系统的可用性进行了分析:一方面，借助有限源生死排队系统理论，提出了存储网络节点故障修复模型，对存储网络系统中的多节点冗余的可用性进行了分析，得出了多节点冗余的可用度公式;另一方面，借助连续状态马尔可夫链理论，建立节点串接时的状态空间模型，在多节点串接系统的可用性分析基础上，得出多节点串接系统的可用度公式。从理论上证明了冗余的节点数越多，系统的可用度越高，串接的节点数越多，系统的可用度越低。这些结论为存储网络高可用系统的设计提供了理论基础。 针对传统复制协议和算法在可移植性方面、对客户端异构访问协议的支持方面以及对分布式网络环境中的适应性方面存在的局限性，提出了一种面向恢复的自适应复制协议。该协议与传统的复制协议相比，具有更好的可扩展性和适应性;在面向恢复的自适应复制协议研究的基础上，提出了一种面向恢复的动态容错算法。该算法采用优化的日志检查点技术和被动的记录信息复制技术相结合的方法，充分满足了复制组成员关系的动态变化，增强系统的容错能力，实现复制协议与通信协议的分离，并且对客户完全透明。 在存储网络系统中，软、硬件冗余以及相应的协议和算法只能保证系统在软、硬件失效的情况为用户提供可用性，但不能保证系统在遭到非法用户入侵后仍能向用户提供可用性。所以，安全性的研究也是存储网络高可用性研究的重要内容。对于一个复杂的存储网络系统，通过设计多用户卷视图文件系统为不同的用户提供不同的存储卷视图，使每个用户只能访问自己存储卷视图中的目录和文件;将多用户存储卷视图文件系统与相应安全算法结合，充分保证了整个存储网络系统中各个用户所存信息的安全性。实验结果显示，安全文件系统和安全算法在充分保证系统安全的同时，对系统性能的影响在实际应用中完全可为用户接受。 在复杂存储网络系统中，保证元数据服务器系统的高可用性是整个存储系统为用户提供高可用性的关键。通过设计双机高可用系统保证了存储网络系统元数据的高可用性，从而为整个存储网络系统为用户提供高可用奠定了基础。通过建立连续时间马尔可夫链性能分析模型对系统的性能进行了分析，分析结果显示双机高可用系统的可用度远优于单机单路径系统。 存储网络高可用系统的设计涉及多种复杂的机制，如失效监测机制、日志检查点机制、冗余替换机制、状态恢复机制和失效节点修复后重新加入机制等。针对复杂存储网络系统的特点，提出了一种新的树型监测技术和环形监测技术相结合的失效监测机制。该监测机制既能有效监测系统失效的节点、设备和应用，又能解决高可用软件的单点失效问题;通过将日志技术、检查点技术及递增备份技术相结合，减少了请求的状态冗余对系统性能造成的影响，同时也提高了系统失效恢复的速度;对整个存储网络系统的关键部件的可使用性进行了性能分析，分析结果为存储网络系统高可用性分析及系统设计提供了定量依据。