【正文】 /O任務(wù)通過(guò)流水方式并行處理。對(duì)于系統(tǒng)底層存儲(chǔ)I/O部分也采用了同一技術(shù)思想，利用外部I/O協(xié)議所提供的排隊(duì)等功能在預(yù)取操作中采用了簡(jiǎn)單有效的兩段流水操作方式，即一次發(fā)送多條I/O命令，通過(guò)底層的并行I/O調(diào)度，在前一條命令通過(guò)外部 I/O總線向主機(jī)傳送數(shù)據(jù)時(shí)，后一條命令正在從底層存儲(chǔ)設(shè)備上存取數(shù)據(jù)，提高了主從通道和設(shè)備通道的利用率。對(duì)于能夠較準(zhǔn)確預(yù)測(cè)下一次I/O地址的應(yīng)用，如視頻應(yīng)用，可以在存儲(chǔ)系統(tǒng)采用這種流水預(yù)取數(shù)據(jù)方法有效提高性能。（12）文件系統(tǒng)快照文件系統(tǒng)快照對(duì)文件系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)的復(fù)制和監(jiān)控，通過(guò)記錄整個(gè)文件系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)在某一時(shí)刻的狀態(tài)，建立文件系統(tǒng)在這一時(shí)刻的完整靜態(tài)備份。支持基于塊設(shè)備的快照處理方法，以磁盤分區(qū)為單位，進(jìn)行一對(duì)一的快照操作。支持多級(jí)快照。（13）SAN和NAS的統(tǒng)一USN通過(guò)IP互聯(lián)設(shè)備將應(yīng)用服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備等互連成為一個(gè)基于IP的SAN。從體系結(jié)構(gòu)的角度來(lái)說(shuō)，具備了傳統(tǒng)SAN高性能、易擴(kuò)展等特點(diǎn)。同時(shí)通過(guò)高速的附網(wǎng)直連通道直接聯(lián)入LAN回路，從而形成了一個(gè)廣義的附網(wǎng)存儲(chǔ)（NAS）。和國(guó)際上現(xiàn)有NAS/SAN融合方案相比，USN具有如下特點(diǎn)：支持兩類設(shè)備的接入，可以同時(shí)對(duì)塊設(shè)備和文件設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，并形成為單一的命名空間；存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中文件設(shè)備的引入，使得USN可以同時(shí)提供兩種服務(wù)：塊I/O和文件I/O服務(wù)；附網(wǎng)直連通道的引入，使得不需要由應(yīng)用服務(wù)器作進(jìn)一步處理的數(shù)據(jù)可經(jīng)NAC直接返回，避免了應(yīng)用服務(wù)器的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，從而真正實(shí)現(xiàn)客戶與存儲(chǔ)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送。5. 主要技術(shù)指標(biāo)存儲(chǔ)虛擬化的功能是將各種存儲(chǔ)資源集中起來(lái)，為用戶提供統(tǒng)一的視圖和方便的訪問(wèn)入口，其主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下：1. 實(shí)現(xiàn)了廣域網(wǎng)的各種存儲(chǔ)設(shè)備、文件系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、平臺(tái)架構(gòu)（IA32和IA64）的虛擬化；2. 實(shí)現(xiàn)了可視化的共享、實(shí)時(shí)管理、三方傳輸?shù)染哂刑厣墓δ埽?. 存儲(chǔ)空間：根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)原理，系統(tǒng)具有良好擴(kuò)展性，系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間等于各個(gè)存儲(chǔ)資源的總和，所以理論上系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間可以無(wú)限大，目前至少提供300GB的存儲(chǔ)空間；4. 系統(tǒng)帶寬：根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)原理，用戶、存儲(chǔ)資源和訪問(wèn)點(diǎn)是分布的，那么系統(tǒng)的整體帶寬基本等于各個(gè)存儲(chǔ)資源的帶寬和；5. 對(duì)批量小文件的傳輸，傳輸效率比沒(méi)有優(yōu)化的情況下提高了2－20倍；6. 文件系統(tǒng)能夠提供與POSIX標(biāo)準(zhǔn)相類似的文件系統(tǒng)接口，支持基本的卷管理功能以及文件和目錄的操作，文件系統(tǒng)的的相關(guān)操作應(yīng)該具有穩(wěn)定的性能。支持多機(jī)共享，保持統(tǒng)一的數(shù)據(jù)視圖，并提供較好的文件系統(tǒng)服務(wù)性能。峰值數(shù)傳率為100MBps，有效載荷穩(wěn)定數(shù)傳率(四塊FC硬盤)為68MBps；7. SAN和NAS的虛擬化系統(tǒng)：已經(jīng)完成了相關(guān)產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化和產(chǎn)品化，部分成果已經(jīng)轉(zhuǎn)移給企業(yè)；8. 分布式磁盤陣列虛擬化系統(tǒng)：在交換式以太網(wǎng)環(huán)境下，分步式磁盤陣列的容量理論上可以無(wú)限擴(kuò)展，只受限于客戶端文件系統(tǒng)。在單用戶負(fù)載時(shí)，分布式磁盤陣列系統(tǒng)提供的讀寫性能不低于對(duì)本地磁盤的讀寫速度，當(dāng)存在多用戶較大負(fù)載時(shí)，由于用戶數(shù)據(jù)的I/O操作被分散到多個(gè)存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)，減小了平均服務(wù)等待時(shí)間，相對(duì)提高了數(shù)據(jù)傳輸率；系統(tǒng)的研發(fā)過(guò)程本項(xiàng)目的研制工作經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：1. 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀研究收集分析了國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，調(diào)研了Globus項(xiàng)目，歐洲的Data Grid項(xiàng)目，SRB項(xiàng)目，國(guó)內(nèi)北京大學(xué)和國(guó)防科大的相關(guān)項(xiàng)目；調(diào)研分布式磁盤技術(shù)，存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究情況和現(xiàn)狀。認(rèn)真摸索分析了本項(xiàng)目的應(yīng)用背景，了解應(yīng)用需求，并于2002年6月完成“虛擬化存儲(chǔ)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀報(bào)告”。 2. 概要設(shè)計(jì)我們于2002年6月到2002年8月進(jìn)行系統(tǒng)的概要設(shè)計(jì)。在確定系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)、模塊結(jié)構(gòu)的同時(shí)，對(duì)有關(guān)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了可行性分析，并確定需自行設(shè)計(jì)和開發(fā)的軟件。在此工作基礎(chǔ)上，于2002年8月底完成“虛擬化存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析報(bào)告”。3．簡(jiǎn)單原型系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在對(duì)廣域虛擬化存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行概要設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，利用可以使用的開源資源，從2002年8月到2003年1月我們開發(fā)出了基本符合系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)框架的簡(jiǎn)單原型系統(tǒng)，在客戶端提供標(biāo)準(zhǔn)的FTP服務(wù)，在服務(wù)器后臺(tái)支持?jǐn)?shù)據(jù)的透明分片，簡(jiǎn)單并行傳輸。驗(yàn)證了系統(tǒng)全局架構(gòu)的可行性，數(shù)據(jù)透明分片傳輸?shù)目尚行?，基于LDAP的元數(shù)據(jù)管理方式的可行性，基于XML的數(shù)據(jù)交互的可行性。4. 詳細(xì)設(shè)計(jì)在實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單原型系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，總結(jié)開發(fā)原型系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)和不足，同時(shí)廣泛查閱國(guó)內(nèi)外的文獻(xiàn)資料及有關(guān)的軟件，進(jìn)一步確定了系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行了可行性分析，研究在該系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法。于2003年2月開始進(jìn)行系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)，并與2003年4月底完成“系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)報(bào)告”。詳細(xì)設(shè)計(jì)報(bào)告說(shuō)明了要達(dá)到的預(yù)期目標(biāo)和待完成的各模塊的算法設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)思路。5. 編碼測(cè)試與系統(tǒng)完善2003年4月至2003年11月進(jìn)行編碼、調(diào)試工作，完成如下幾個(gè)主要功能模塊的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)：l 存儲(chǔ)服務(wù)點(diǎn)SSP的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)l 域元數(shù)據(jù)管理器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)l 域副本和資源管理器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)l 全局信息服務(wù)器和CA的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)l 特定客戶端的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)l 底層高效數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)l 基于Web的統(tǒng)一監(jiān)控管理界面的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)l 支持MPI I/O的文件讀寫接口的實(shí)現(xiàn)l 統(tǒng)一存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)l 分布式磁盤陣列實(shí)現(xiàn)l 文件系統(tǒng)容錯(cuò)機(jī)制實(shí)現(xiàn)l 磁帶庫(kù)虛擬化存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)6．文檔整理 2003年11月開始進(jìn)行相關(guān)的文檔整理工作。17 / 17