【摘 要】
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本文设计并实现了一个网络共享存储系统,旨在为北京大学软件研究所正在研发的虚拟计算平台UniAS提供分布式文件存储服务。在借鉴既有网络共享存储系统许多优秀设计思想的基础
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本文设计并实现了一个网络共享存储系统,旨在为北京大学软件研究所正在研发的虚拟计算平台UniAS提供分布式文件存储服务。在借鉴既有网络共享存储系统许多优秀设计思想的基础上,本文重点考虑了存储系统在动态扩展、事务支持、读写规则和访问控制几个问题上的处理方式。 将文件元数据和文件内容分散存储到不同的存储结点,不仅可以通过“带外传输”文件内容提高读写文件的效率,而且也便于对存储系统进行扩展。本文通过在存储系统中使用一个用于为存储结点提供注册和查询服务的注册中心,同时支持对文件元数据存储和文件内容存储的扩展。 为了在存储系统所在的分布式环境中提供事务支持,本文在存储系统的两类存储结点上分别应用集中维护和异步查询事务状态的策略。存储了文件内容的存储结点在通过查询确定事务状态之前维护对文件内容的所有更新,在确定事务状态之后根据事务状态提交或丢弃对文件内容的更新。 在使用大数据块的文件系统中支持随机写,而且保证写操作失败后被写数据块可以恢复,关键问题是如何将写操作失败对数据块的影响局限在尽可能小的范围内。本文对这一问题的处理方式是将大数据块划分为多个定长小块分别存储。 在分布式环境中,适合在单个结点统一进行身份认证和权限检查。为了将身份认证和权限检查的结果安全地传递给其他结点,本文分别使用了对称加密和数字签名技术,并使用存储系统中的注册中心预先收集各个存储结点的密钥。 本文实现的存储系统基本达到了预期的目标,具备了本文重点关注的几项功能特性。最后的实验性测试结果表明,通过在存储系统中增加新的存储结点确实能够改善存储系统在响应时间和吞吐率方面的表现。
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