高性能、高适应性分布式文件服务器研究与实现

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随着计算机网络技术的发展以及Internet技术的广泛应用,分布式技术及分布式系统应运而生。使用了分布式技术的文件服务系统在一定的程度上缓解了计算机系统的计算能力与I/O能力之间越来越大的矛盾。但不管是传统分布式文件系统还是面向Internet的分布式文件系统,它们在可靠性、扩展性、易用性及性能等诸多方面都很难做到兼得。一些成功的分布式文件系统往往只能侧重于某些指标,而忽略其他的需求。本文研究的目标就是面向分布式计算环境下的文件存储系统,分析当前文件服务器领域的现状及不足,研究构造一个高性能、高适应性的分布式文件服务器系统所涉及到的理论和技术问题,并介绍已经在应用的实现系统。 论文首先介绍集中式文件服务器的两种主要形态,以及它们的差异;接着,介绍分布式文件服务器的几种形态,这其中既有从集中式文件服务器扩展而来,也有基于分布式文件系统重新设计的分布式文件服务器,还包括基于WEB的分布式文件服务器;最后,讨论当前普遍使用的分布式文件服务器的不足之处,主要包括:使用JAVA开发,性能不足;无法做到充分地动态部署,使用环境单一;服务器产品整体化,难以集成到应用中;用户帐号管理复杂,增加开发难度等问题。 论文接下去针对当前分布式文件服务器的不足之处,给出分布式文件服务器的高性能、高适应性的功能需求。而后针对每一个功能点的实现展开详细的讨论,力求找到方便、合理的解决方案。对于性能的提升,在软件上可以通过优化服务器结构,增加文件缓存等方式实现。在适应性方面,通过选用跨平台的开发语言、设计可装配的传输协议模块、以及可动态部署的从服务器,从而获得满意的效果。 论文的第四章对部分可行的解决方案给出具体的设计思路,详细阐述实现所需用到的关键技术,并给出必要的理论证明。针对文件服务器的应用特点,本文提出了间歇性使用型文件缓存的设计思想,并给出了详细的设计方案;将Adapter的设计思想用于文件传输协议模块,文件存储模块以及数据加密过滤器模块的设计,使文件服务器的应用环境适应能力以及客户需求的适应能力得到加强;使用心跳控制技术搭建准网格存储架构,从而实现从服务器的动态部署。 论文的第五部分主要介绍了高性能、高适应性的文件服务器应用实例——Dragon,并主要围绕着缓存的效能进行了性能测试。通过各项测试表明,使用文件缓存后,该文件服务器的性能得到显著提升。 论文的最后总结论文的主要研究成果,并对今后的研究工作做了进一步展望。
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