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随着网络上数据信息的“爆炸式”增长,数据存储的高效性和可靠性需求给计算机工作者带来了巨大的技术挑战。目前人们对数据存储的需求已经发生了很大的变化,这些变化主要表现在:首先,由于电子商务、网络游戏、图像处理、数据仓库等大量以数据为中心的网络应用系统的出现,对网络存储系统的容量有巨大的需求;其次,网络技术和计算机技术的发展使得应用系统对数据的高可靠性提出了新的要求;另外,为了应对超大规模数据量,还存在如何对数据进行高效的管理等方面的需求。因此,研究大容量、高可靠性和高性能的网络存储系统有重要的理论意义和实际意义。现有的网络存储技术中,直接连接存储DAS(Direct Attached Storage)、联网存储系统NAS(Network Attached Storage)和存储区域网络SAN(Storage Area Network)已经很难满足人们对数据存储需求的变化,论文作者课题组正在研究的智能网络存储系统(INSS,Intelligent Network Storage System)是针对现有网络存储系统中存在的问题,结合网络存储技术未来的发展趋势提出的一种新的网络存储解决方案。INSS采用存储虚拟化技术从物理和逻辑上扩大存储系统的容量,运用并行化技术提高整个系统的读/写文件的性能,通过智能化算法解决单点故障和性能瓶颈等问题,可以实现网络存储系统的高性能、高并发性、负载均衡、高可靠性和自组织以及自管理能力。在该课题研究中,本文作者的研究任务是对智能网络存储系统(INSS)进行存储虚拟化研究和设计,目前所做的主要研究工作和取得的研究成果如下:(1)给出了一种(INSS)智能网络存储系统的基本架构,在此基础上设计和实现了智能网络存储系统中元数据服务器的三层结构。(2)提出了一种采用mmap内存映射文件技术来实现cache系统中元数据持久化存储的新的设计方法。(3)提出了一种基于单线程与有限状态机相结合的方式来处理CPU型数据的新思路和设计方案;另外,通过cache系统和LRU淘汰策略的设计来提高数据库支持并发访问的线程数目,有效地解决了数据库访问性能瓶颈的问题。