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随着Internet及宽带网络应用的飞速发展,网络上的信息资源呈现出爆炸性增长趋势。如何有效地存储这些不断膨胀的数据是网络存储技术面临的新挑战。同时,在许多应用环境中提高存储系统性能是提高整个网络服务性能的关键。因此,对高性能网络存储技术的研究,不仅可以提供有效的数据存储方案,也是提供高性能网络服务的基础。目前网络存储技术研究主要集中于:广域网存储技术、集群文件系统、新型磁盘文件系统三个方面。本文从如何提供高可用、高性能网络存储服务的角度出发,在对网络存储领域的最新研究成果进行了系统、全面的学习和总结基础上,在上述三个方面进行了深入细致的研究工作,取得了若干创新成果。本文的主要创新点包括:(1) 广域网存储技术研究本文提出了一种基于移动Agent的新型分布式文件系统—MADFS。MADFS使用分层体系结构,具有很好的伸缩性和扩展性;使用移动Agent来提高在广域网中的通信效率,可以有效降低服务器负荷。本文提出了基于移动Agent的分层汇聚Cache管理机制—HCCM。HCCM充分利用分层汇聚思想,能有效降低服务器负荷,减小网络通信量,适合在WAN中使用。本文建立了HCCM的性能理论分析模型,并进行了性能分析实验。实验表明HCCM具有更短的响应时间和更低的服务器负荷。(2) 协作写机制和集群文件系统研究本文提出了一种新型协作写机制—CWM。CWM可以在保证数据安全的基础上,消除同步写过程,提高存储系统整体性能。本文详细描述了CWM的工作原理和运行机制,并分析了CWM的运行效率和数据安全性。本文的实验表明CWM可以有效提高存储系统性能。本文设计了一种新型协作写NFS集群服务器—CWCNFS。CWCNFS兼具NFS的易用性和集群文件系统的高性能,同时创新性地将协作写机制(CWM)引入到集群文件系统中,有效提高了系统同步写性能。本文的性能对比实验表明,<WP=6>CWCNFS可以显著提高NFS系统的文件访问速度和系统吞度量。(3) 新型高性能磁盘文件系统研究本文提出了一种新型高性能磁盘布局机制—ABL。ABL依据磁盘文件的访问频度对频繁访问的文件进行复制,复制的文件放置在磁盘“降温区”中。这使文件系统中少数高频访问的文件在磁盘上进行了合理备份,从而提高这些文件的访问速度。本文的实验表明,ABL可以有效降低热文件的访问延迟,提高文件系统性能。本文提出了一种新型的针对小文件同步写优化的文件系统—STFS。STFS充分考虑了现代磁盘的非线性寻道特征,将文件系统的元数据和数据尽可能地放置于同一磁道,以减少在小文件同步写时带来的操作延迟。本文的实验表明,STFS可以有效地提高文件系统小文件同步写的性能。