计算机技术与网络技术的发展对存储系统提出了越来越高的要求,存储系统的I/O速度、存储容量、系统安全性和可用性等方面都面临极大的挑战。OBS(Object-Based Storage System,基于对象存储系统)因其智能性和对象访问机制,使系统具有更好的安全性、高效性和可扩展性,并易实现跨平台的数据共享,从而成为信息存储领域的研究热点。基于对象存储系统的结构设计是实现大规模高效存储系统的关键。在深入分析和比较传统存储系统与OBS的基础上,根据OBS的智能性和自治性特点,建立OBS的结构框架与实现方法。从MDS(Metadata Server,元数据服务器)及OSD(Object-based Storage Device,对象存储设备)的结构着手,设计基于对象的高性能存储系统。该系统中,MDS采用RAID5磁盘阵列结构,提高了元数据的随机读性能和持续读写性能,并利用静态元数据分配策略避免了MDS中产生明显热点。此外,系统采用嵌入式处理器和轻量级存储操作系统为OSD提供底层支持,存储节点磁盘布局采用类RAID结构,提高了磁盘访问的并行性和存储节点的可扩展性;通过利用对象属性并采用存储节点的适应性服务,提高了存储节点的自治性;同时,设计自适应哈希方法及分片映射策略来划分及分配数据,提高系统的可扩展性。测试结果表明,该存储系统与典型网络存储系统相比,得到更高的系统聚合读/写性能,对于小块数据随机读/写性能的提高尤为显著。为了满足OBS的高服务质量(QoS)需求,设计QoS保障策略。通过分析OBS中对象层及命令操作层的QoS需求,建立QoS体系结构。根据该结构采用资源监控策略及基于服务优先级的流量控制策略,使系统满足不同应用的QoS需求。