随着集群系统应用范围的扩大以及规模的增加，其管理复杂度和成本也随之大幅度地提高，而资源利用率却没有得到显著提升。为了有效的解决这些问题，近几年来，学术界和工业界出现了很多服务部署系统，这些系统普遍采用了集中式存储技术，通过快照等虚拟化机制，可以实现计算资源快速、动态的调度，能有效地降低集群系统的管理复杂度和成本。但随着集群系统计算节点规模的进一步增加，存储服务器以及网络等成为了系统的性能瓶颈，为了获得较好的性能，可以升级硬件或限制并发访问的客户端数目，这些做法有很大的局限性，一方面造成了资源的浪费，另一方面增加了系统的成本，无法满足大规模集群的部署与管理。蓝鲸服务部署系统(SonD)是国家高性能计算机工程技术研究中心自主研发的、基于网络存储的新型服务部署系统。本文以SonD系统为基础，通过对SonD系统应用模式的分析和缓存系统的深入研究，提出并实现了客户端缓存系统。实测表明：客户端缓存系统可以显著改善SonD系统的性能和可扩展能力，有效降低存储服务器的负载，具有很好的实用和参考价值。本研究主要内容及结果如下：　　 ⑴设计实现了一种空间占用小、操作效率高的映射表系统。映射表系统是缓存系统的基础，直接影响着整个系统的性能和扩展性。根据Windows系统内存管理的特点，本文作者把缓存空间按照一定的大小分成数据块，每个数据块对应一个映射表项，其中记录整个数据块的位置信息以及数据块中每个扇区的使用信息，操作映射表时，大部分时间以数据块、只在边界区域时以扇区为单位进行，不但节省了映射表所占的空间同时也提高了操作的效率。　　 ⑵设计了适合SonD系统的数据一致性保证机制。缓存系统要在不改变SonD系统现有使用模式的条件下对其进行优化，为了在不同的应用环境中保证数据的一致性，缓存系统支持多种同步策略，并能根据用户配置以及当前检测到的系统状况进行动态切换。通过使用日志机制保证了网络或SonD服务器发生异常时客户端能继续使用。　　 ⑶基于以上研究成果，本文设计实现了基于客户端磁盘的缓存系统。结合现有的客户端技术，把基于磁盘的缓存技术引入到SonD系统中，测试结果表明，使用还原快照时，客户端的读性能提高了1-9倍，服务器负载降低了20％～50％，很好的提高了SonD系统的性能以及可扩展性。