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计算机系统的发展对存储系统提出了越来越高的要求,I/O速度、存储容量、和系统安全性、可用性等方面都面临极大的挑战。传统的网络存储系统NAS(Network Attached Storage)、SAN(Storage Area Network)等由于体系结构的局限性,都不能很好的满足大规模系统的需要。在这种情况下面向对象存储系统OBS(Object Based storage Systerm)应运而生,它采用对象存储设备OSD(Object based Storage Device)作为基本存储节点,利用它的智能性和对象机制来获得良好的系统性能,扩展性和安全性。
面向对象磁盘控制器软件系统是实现OBS的关键。研究首先从分析面向对象存储系统OBS的体系结构和对象磁盘特点入手,从面向对象,智能化和自治性三个方面考虑,建立了OSD在OBS系统中的功能模型。继而结合功能和效率对OSD控制器软件进行了详细设计,提出了基于智能化对象接口、面向应用类型的可配置高效文件系统结构,基于多用户并发访问和优先级服务保证的会话管理算法,以及OSD协议、自治性等各个功能模块设计方案。最后,在嵌入式Linux操作系统平台上,通过编写内核的OBFS模块、OSD协议模块,应用层的会话管理模块、自治性模块来实现整个软件结构,并在测试系统中与NFS网络文件系统进行了性能比较。
为了满足OBS大规模的数据访问,一种适应OBS特点的动态负载平衡机制被提出。它采取集中式和分布式结合的平衡策略,用集中的元数据服务器来完成任务分配,用分布在节点上的平衡器和代理协作完成系统负载平衡。策略采用基于负反馈预测算法的监控器来监控本地负载信息,充分发挥了OSD智能化和自治性的优势以及MS集中管理的特点。实验表明此策略与不使用移动代理的策略相比更适应OBS的结构,具有良好的效果。