一种用于NAS安全控制的数据保护算法

NAS网络附加存储系统是如今使用最为广泛的网络存储系统之一。网络存储系统的使用提高了数据应用的效率,也使其数据安全性问题显得越发的重要。本文以NAS数据存储与访问的安全性为切入点,提出一种将数字签名与数据加密相结合的算法,在传统RAID5算法的基础上,引入"写磁盘密码"的概念,实现对存储数据的加密以及保证NAS系统数据写入的不可抵赖性。     

分布式文件系统的流式数据预读

在分布式文件系统中,网络和磁盘往往是影响IO性能的主要因素.如何最大限度地挖掘网络和磁盘的性能潜力,长期以来一直都是非常活跃的研究课题.已有研究工作主要侧重于预取策略和数据的缓存策略,而未能将网络和服务器端磁盘I/O统一进行调度.提出并设计实现了一种流式预读方法,通过在客户端改变发送预读请求和接收预读数据的顺序,交错网络传输和磁盘访问,实现了延迟隐藏.测试表明,这种方法确实显著提高了顺序读性能.     

智能网络磁盘调度算法

针对当前网络存储系统中存在的问题，提出了基于智能算法的智能网络磁盘IND的存储方案，探讨了IND系统的结构，设计了相应的应用协议，实现了智能网络磁盘调度算法。通过应用协议实现了对外虚拟存储，并将文件服务器分放到智能磁盘，避免了单点故障和性能瓶颈。通过对多个磁盘的并行调度算法，实现了并行传输，提高了文件的传输速度。以此为基础，设计和实现了IND模拟程序。试验结果显示，智能网络磁盘有助于避免单点故障，提高数据文件的传输效率。     

一种智能网络磁盘文件数据容错算法

针对目前存储系统中的DAS、NAS存储方案存在的单点故障与性能瓶颈问题,介绍了一种新型的智能网络磁盘(IntelligentNetwork Disk,IND)存储系统结构,提出了一种面向智能网络磁盘存储系统的文件数据容错算法,理论分析和仿真实验结果表明:多个智能网络磁盘(IND)采用这种容错算法时,其并行数据读取性能良好,已经具备很强的单点容错能力;这表明文中提出的文件数据容错算法能够实现智能网络磁盘之间的容错处理。     

基于云存储的二阶段动态优化调度机制

在分布式存储的研究中,如何高效地利用存储空间是个热点问题.存储集群中,每个数据节点存储容量不可能完全一致,由于主节点选择数据节点的随机性,被选中数据节点磁盘可能接近满额,此时主节点会自动做存储负载均衡,占用数据传输带宽,不仅影响数据传输的性能,而且会引起传输数据的不可靠.论文提出一种基于云存储的二阶段动态优化调度机制：第一阶段通过计算副本存储优选比率,采用基于贪心算法的局部优化存储方案,选择存储节点,均衡副本放置空间;第二阶段采用实时监控存储集群,动态调整副本放置节点,达到存储资源的高效利用.最后通过实验,验证了该调度机制可有效地放置副本,减少节点间的数据传输,并提高文件访问效率.     

视频服务器存储子系统的I/O优化

视频服务器存储子系统的I／O性能决定了视频服务器的总体性能。本文提出的一种新的实时磁盘调度算法（LLF－Window)能有效地服务各种编码格式的视频流，并对传统的SCSI总线不均衡调度机制进行了改造，实验结果表明，新的磁盘调度算法和改造后的SCSI总线调度机制有效地改进了视频服务器存储子系统的I／O性能，保证了视频流的连续播放。     

并发定位的双头镜像磁盘的调度算法

本文建立了双头镜像磁盘系统的模型，提出双头镜像磁盘系统中并发定位操作的思想，然后给出并发定位磁盘调度算法。在阐述了模拟模型后，对并发定位调度算法及串行定位调度算法进行了性能模拟。从模拟结果中定量分析出并发定位调度的性能优于串行定位调度，并发定位调度算法使系统性能有很大的提高。文献［５］认为系统的寻道时间不受Ｉ／Ｏ请求到达率λ的影响，但本文的实验表明，采用了并发调度算法，Ｉ／Ｏ请求到达率λ与系统寻道     

智能网络磁盘集群负载平衡研究

智能网络磁盘（IND）是一种存储体系结构的新构思,IND集群是一种海量存储的新途径,为维护系统的自动负载平衡,用基于访问频数的动态调整和适时迁移策略相结合,精心设计算法,合理布局数据,使系统高效稳定运行,长期实践表明,这种负载平衡的灵活调度策略,对IND集群存储系统的实现是必要而有利的,对高性能计算的海量存储尤为重要。     

存储中的副本分级存储调度策略

当集群中的部分节点是廉价主机时,采用HDFS的随机存储策略可能使访问频率高的数据存储在廉价节点上,受到廉价节点的性能影响,访问时间过长,降低了集群效率。为改善以上问题,提出一种改进的副本分级存储调度策略。为减少副本调度的次数,先根据节点的CPU、内存、网络、存储负载以及网络距离来评价节点的性能,再从中选取高性能节点进行存储。副本调度以节点中副本的访问频率为依据,结合硬件配置,把访问频率高的副本尽可能存储在高性能、高配置的节点中,以加快集群响应速度。实验结果表明,改进后的策略可以在异构集群中提高副本的访问效率,优化负载均衡。     

基于FC-SW存储区域网络的存储系统性能

分析FC-SW存储区域网络(SAN)的网络拓扑结构以及RAID等相关内容,描述在FC-SW SAN中的数据访问流程,在抽象FC-SW SAN的基础上利用排队理论对FC-SW SAN中的存储性能进行分析。阐述磁盘高速缓存命中率、I/O访问读写概率以及网络交换机FC-SW对I/O响应时间的影响。     

Deconstructing Network Attached Storage systems

Network Attached Storage (NAS) has been gaining general acceptance, because it can be managed easily and files shared among many clients, which run different operating systems. The advent of Gigabit Ethernet and high speed transport protocols further facilitates the wide adoption of NAS. A distinct feature of NAS is that NAS involves both network I/O and file I/O. This paper analyzes the layered architecture of a typical NAS and the data flow, which travels through the layers. Several benchmarks are employed to explore the overhead involved in the layered NAS architecture and to identify system bottlenecks. The test results indicate that a Gigabit network is the system bottleneck due to the performance disparity between the storage stack and the network stack. The tests also demonstrate that the performance of NAS has lagged far behind that of the local storage subsystem, and the CPU utilization is not as high as imagined. The analysis in this paper gives three implications for the NAS, which adopts a Gigabit network: (1) The most effective method to alleviate the network bottleneck is increasing the physical network bandwidth or improving the utilization of network. For example, a more efficient network file system could boost the NAS performance. (2) It is unnecessary to employ specific hardware to increase the performance of the storage subsystem or the efficiency of the network stack because the hardware cannot contribute to the overall performance improvement. On the contrary, the hardware methods could have side effect on the throughput due to the small file accesses in NAS. (3) Adding more disk drives to an NAS when the aggregate performance reaches the saturation point can only contribute to storage capacity, but not performance. This paper aims to guide NAS designers or administrators to better understand and achieve a cost-effective NAS.     

一种基于iSCSI的附网存储服务器系统的设计与实现

随着应用的高速发展，容量大、响应快、高性能NAS正成为网络存储领域的研究热点。针对这种情况，设计了一种基于iSCSI协议的专用附网存储服务器(iSCSI-based NAS，iNAS)，在iNAS中，通过iSCSI软件实现模块，使得iNAS同时提供file I／O和block I／O服务，实现了NAS和SAN的融合；通过在RAID控制器和用户内存之间的直接数据传输(零拷贝)，极大地提高了iNAS的I／O响应速度．通过一个多级分流的设备驱动程序，将多个RAID整合成单一的存储池，从而实现了存储虚拟化，实验结果显示，iNAS对文件I／O请求和块I／O请求都具有极高的响应速度。     

Network and data location aware approach for simultaneous job scheduling and data replication in large-scale data grid environments

Data Grid integrates graphically distributed resources for solving data intensive scientific applications. Effective scheduling in Grid can reduce the amount of data transferred among nodes by submitting a job to a node, where most of the requested data files are available. Scheduling is a traditional problem in parallel and distributed system. However, due to special issues and goals of Grid, traditional approach is not effective in this environment any more. Therefore, it is necessary to propose methods specialized for this kind of parallel and distributed system. Another solution is to use a data replication strategy to create multiple copies of files and store them in convenient locations to shorten file access times. To utilize the above two concepts, in this paper we develop a job scheduling policy, called hierarchical job scheduling strategy (HJSS), and a dynamic data replication strategy, called advanced dynamic hierarchical replication strategy (ADHRS), to improve the data access efficiencies in a hierarchical Data Grid. HJSS uses hierarchical scheduling to reduce the search time for an appropriate computing node. It considers network characteristics, number of jobs waiting in queue, file locations, and disk read speed of storage drive at data sources. Moreover, due to the limited storage capacity, a good replica replacement algorithm is needed. We present a novel replacement strategy which deletes files in two steps when free space is not enough for the new replica: first, it deletes those files with minimum time for transferring. Second, if space is still insufficient then it considers the last time the replica was requested, number of access, size of replica and file transfer time. The simulation results show that our proposed algorithm has better performance in comparison with other algorithms in terms of job execution time, number of intercommunications, number of replications, hit ratio, computing resource usage and storage usage.     

基于磁光虚拟存储系统的文件调度算法

基于光盘库的Hadoop分布式文件系统（HDFS光盘库）在单位存储成本、数据安全性、使用寿命等方面非常符合当前大数据存储要求，但是HDFS不适合存储大量小文件和实时数据读取。为了使HDFS光盘库能更好地运用到更多大数据存储场景，本文提出一种更加适合大数据存储的磁光虚拟存储系统（MOVS, Magneto-optical Virtual Storage System）。系统在HDFS光盘库与用户之间加入磁盘缓存，并在磁盘缓存内通过文件标签分类、虚拟存储、小文件合并等技术将磁盘缓存内小文件合并为适合HDFS光盘库存储的大文件，提高系统的数据传输速度。系统还使用了文件预取、缓存替换等文件调度算法对磁盘缓存内文件进行动态更新，减少用户访问HDFS光盘库次数。实验结果表明，MOVS相对HDFS光盘库在响应时间和数据传输速度方面得到很大改善。     

一种性能优化的小文件存储访问策略的研究

在分布式文件系统中,小文件的管理一般存在访问性能较差和存储空间浪费较大等缺点.为了解决这些问题,提出了一种性能优化的小文件存储访问(SFSA)策略.SFSA将逻辑上连续的数据尽可能存储在物理磁盘的连续空间,使用Cache充当元数据服务器的角色并通过简化的文件信息节点提高Cache利用率,提高了小文件访问性能;写数据时聚合更新数据及其文件夹域中的相关数据为一次I/O请求写入,减少了文件碎片数量,提高了存储空间利用率;文件传输时利用局部性原理,提前发送批量的高访问率的小文件,降低了建立网络连接开销,提升了文件传输性能.理论分析和实验证明,SFSA的设计思想和方法能有效地优化小文件的存储访问性能.     

云存储性能评测技术与方法研究

网络硬盘（简称网盘）,是一种云存储技术,是用户在互联网中独有的数据存储空间。本文从用户使用网盘的角度出发,采用网络嗅探工具Ethereal,通过捕获网盘客户端传输文件的数据包的方式来确定其传输时间,计算传输速率。通过测试比较金山快盘、数据银行和天翼网盘客户端在不同因素下的上传下载速率,探索出用户使用中影响网盘性能的主要因素,为云存储产品性能评测提供一个可行性的技术和方法。     

异构磁盘阵列RAID5结构数据布局研究

由于应用需求的快速发展以及网络存储系统的出现,因此异构磁盘阵列的变得越来越常见。RAID5由于较高的性能和可靠性以及较低的代价,是应用最为广泛的RAID结构。目前对异构磁盘阵列RAID5结构的研究,重点主要放在充分利磁盘存储空间以及对性能的定性研究。论文提出了一种异构磁盘阵列RAID5结构数据布局优化方法,该方法充分考虑异构磁盘的相对容量和性能,以及校验单元的散布对RAID5小数据写性能的影响,可以生成负载均匀分布或接近均匀分布的布局。仿真实验结果表明,对于多用户小数据访问模式,优化布局的性能明显优于简单RAID5布局,且具有更高的伸缩性。     

一种NAS系统的设计模型与性能分析研究

与传统的存储服务器相比，附网存储体系具有诸多的优点．它实现了数据在存储设备到客户机之间的直接传输，提高了系统的整体性能，是目前新型的分布式存储解决方案．文中分析了基于附网存储的数据传输特点，并在此基础上提出了系统实现的设计模型．同时，我们对两种不同的存储方案造成的性能差异进行了研究，结果表明，附网存储系统能够有效地减轻服务器的负载，更充分地利用网络资源，如磁盘中缓存、磁盘处理器性能等．