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随着网络技术的飞速发展,个人和企业数据急剧膨胀,海量存储挑战愈加严峻。对于各类行业的用户而言,爆炸性增长的海量数据正如潮水般地冲击着他们的存储系统。特别是视频监控、高性能计算等行业,对存储系统的容量、可靠性需求日益提高。面对不断增长的数据,传统的存储架构由于扩展性较差,当用户容量及性能需求增加时,只能一味地添加高端存储设备。长此以往,存储环境就会变得日益复杂,管理和运营成本升高。同时,过于复杂的存储架构和备份方式很难满足用户日渐增长的数据管理和容灾需求。云存储作为一种新兴的技术理念,正在改变着传统存储的服务与使用方式,也对存储行业带来了深远影响。
OpenStack是一个自由软件和开放源码的云计算平台项目。Swift是开源云计算平台OpenStack中云存储服务组件,为平台提供廉价、可靠、安全的云存储服务。
论文以Swift对象存储系统为研究对象,通过阅读Swift对象云存储系统源代码,首先分析研究了Swift对象存储体系结构、存储机制及策略等,并搭建了实际的Swift云存储平台。其次,针对Swift没有充分利用存储系统的备份数据来实现并行读取操作及负载均衡的这一问题,提出了基于I/O负载均衡的并发读策略。实验结果表明,该策略不仅能够充分利用备份数据来达到存储设备读操作的负载均衡,而且能够实现数据的并行读取,提高平台整体读性能。另外,论文针对现有Swift对象存储系统只是将对象文件的个数平均分配到每个存储节点,当对象文件的大小相差较大时有可能出现各个存储节点存储空间分布不均的状况,在原有存储策略的基础上增加了基于存储空间负载均衡的存储策略,实验证明,该策略的加入不仅均衡了存储空间的分配,而且与原有存储策略相兼容。
最后,论文基于Swift云存储系统,设计实现了一个网盘系统原型,实现了对云存储系统的简单应用。