一种高性能对象存储系统

当大量用户并行访问对象存储设备(OSD)时,OSD可能成为限制系统性能的瓶颈。该文提出一种基于网络磁盘阵列的对象存储系统,网络磁盘阵列包括外设和网络2个通道,可直接与客户端进行数据传输。该系统具有基于对象存储系统的特点,且系统容量可扩展性和整体性能较高。     

一种基于定制高性能互连的对象存储系统

基于高性能互连实现对象存储系统已经成为构建高性能计算机可扩展I/O系统的发展趋势。我们设计并实现了一种定制的高带宽、低延迟的高性能互连芯片HSNI,它提供了很好的通信性能,可用于构建对象存储系统。本文对HSNI的硬件体系结构、软件结构及其通信机制进行了介绍,并基于HSNI构建了高性能的对象存储系统。性能测试结果表明,HSNI芯片带宽高、延迟低,非常适合构建大规模对象存储系统,该存储系统能够很好地发挥Lustre系统的性能,并具有很好的可扩展性,能够很好地满足面向高性能计算的I/O系统需求。     

一种面向高性能计算的分布式对象存储系统

现有分布式文件存储系统存在数据组织低效和访问语义冗余等问题,严重限制了系统性能。为此,借鉴对象存储思想,设计面向高性能计算的分布式对象存储系统。分离数据访问和数据管理,实现更精简高效的访问语义,同时采用分布式全局对象数据组织方式,运用基于内存的元数据管理方法提升系统性能。实验结果表明,在大规模并发访问时,该系统的读/写聚合带宽相比Lustre系统分别提升22.5%和50.4%,文件创建、删除性能分别达到Lustre系统的2.15倍和5.13倍。此外,该系统还具有拟线性的数据读/写和元数据管理功能,可扩展性较好。     

对象存储系统的研究

SCSI, ATA/IDE等现有的基于块的存储接口已成为提升存储系统性能、降低存储管理成本的障碍。对象存储技术有望改变现状,成为下一个标准存储接口,使得建立拥有自主管理、数据共享、安全和智能化等特征的存储网络成为可能。该文分析对象存储的特点,设计并实现一个简单的对象存储系统原型,该对象存储系统遵照对象存储的OSD T10标准,由客户端、目标端和IP网络构成,采用iSCSI作为通信协议。读写性能测试分析结果表明,该系统可以满足实际需求。     

对象存储系统形式化研究

对象存储系统是近来兴起的存储领域研究热点,它改变了传统的存储模式,用对象接口取代了传统的块接口。作为下一代互联网存储模式的关键技术——对象存储,它的出现使得海量信息存储、数据异构灵活共享、存储系统的可扩性、信息安全等问题迎刃而解。对象作为对象存储系统的基本单位,它的管理将是系统管理的关键。为了更好地研究对象存储系统对象的管理,本文对对象的形式化做了系统的研究。首先根据对象存储系统的实际给出了对象存储系统中对象的形式化描述;接着我们给出了对象存储系统的形式化描述;最后讨论了对象存储系统中对象间的关系,并通过这些对象间的关系推导出一种对象存储系统模式。对象存储系统的形式化研究将有助于我们对对象管理做进一步研究。     

一种集群多媒体存储系统的研究与设计

随着网络上多媒体数据的爆炸性增长和集群技术的快速发展,设计并实现了一个基于PC集群的高性能集群多媒体存储系统（cluster multimedia storage system,CMSS）,CMSS系统采用高自治、自维护的集群策略,提高了系统的并行性和可扩展性;采用逻辑元数据管理技术,即实现了单一名字空间,又避免了单点失效;采用服务器数据备份技术,即提高了系统的数据安全性,也解决了服务器之间的负载平衡．在详细介绍了CMSS系统设计方案的同时,进行了相应的实验测试和性能分析。     

对象存储系统中一种高效的分层对象布局算法

在对象存储系统中,如何有效地在对象存储设备上分布对象是其面临的重大挑战.需要一个能够常数时间内定位对象,同时能公平地分布对象以及自适应存储规模变化的对象布局算法.目前大部分布局算法只能适应单层模式,少数的多层模式对设备配置有严格的要求,而且无法在常数时间内定位对象,自适应性较差.提出了一种新的分层对象布局算法,首先使用最大最小聚类算法将设备集合进行分类,支持灵活的设备配置.然后使用提出的EFAH Hashing算法在集群间和集群内分布对象.理论和实验证明,新的分层对象布局算法可以在常数时间内定位对象,从而减轻元数据服务器的计算量.同时可以在设备之间较公平地分布对象,达到I/O负载均衡的目的.而且在设备集合变化时,迁移较少的对象数以满足对象再次分布的公平性.     

OHPSS:一种基于对象的高性能存储系统

现有存储系统主要存在以下问题:信息存储规模有限、系统结构限制了高速应用范围以及系统实时性和可靠性不够.为了满足大容量、高效、可扩展和高服务质量的存储系统需求,提出了一种基于对象的高性能存储体系结构--OHPSS.其特点是充分利用对象属性并采用适应性服务,达到提高访问性能的目的;基于对象存储设备(OBSD)有处理器和操作系统的硬件支持,既可避免系统性能瓶颈,又能提供异步I/O方式;存储磁盘采用SRAID(similar RAID)结构,提高了磁盘的并行性和可扩展性.测试结果表明,与其他存储系统相比,该存储结构显著提高了小块数据的随机读/写性能,并且多线程 异步I/O的工作方式也使系统扩展性得到了显著提高.     

基于对象的进化存储系统研究

存储管理的成本目前已经超过了硬件成本。本文给出了一种新的存储结构,其中包含了自动化管理的功能以简化存储管理。进化存储系统的概念是指实现动态平衡和优化的基于磁盘的存储,其失效部件将会被热备份部件立即更换（物理进化）,其数据布局和分布会根据新部件的特性进行自动重组（逻辑进化）。同时,我们还描述了称为SMART的实现分散进化存储系统的目标和可行技术方案,包括自安全、自维护、自适应、自恢复和自测试。我们认为进化存储系统应该是基于对象的,通过智能存储设备达到更好的可用性和可维护性。     

iSCSI对象存储系统的研究

对象存储系统是一种新的网络存储体系结构,它结合了SAN的高性能和NAS的跨平台的优点。以iSCSI协议构建的IPSAN作为对象存储系统的传输网络,可以开发出实用的iSCSI对象存储系统。实验证明,该系统有较高的存储性能。     

NAS存储系统性能测评方法研究

基于文件级共享存取的NAS存储系统已被广泛使用,但随着数据量的急剧增长,存储系统规模迅速扩大,其性能问题也因此日趋严重,对其评测也变得非常复杂,目前还未形成对NAS存储系统性能评测的有效标准方案.因此,用户在选购存储产品时没有参考标准和方法,极大地影响了用户的数据中心建设规划;同时,测评技术的落后也制约了存储技术的发展.为了解决这些问题,通过对NAS存储系统性能影响因素等的大量研究,制定了一套包括测评指标和测评方法等内容在内的性能测评方案,并通过测试实验展示了对NAS存储系统性能测评的方法和性能分析.本测评方案为用户提供了可行的技术参考方法,解决了目前存储测评技术发展的主要问题.     

基于InfiniBand的高性能计算机技术研究

网络性能一直是制约高性能计算技术发展的瓶颈,无论是面向计算的网络还是面向存储的网络,通信速度的发展远落后于CPU的发展．InfiniBand互连结构能够缩短网络和CPU之间的性能差距,使高性能计算机的性能趋于平衡．2000年在InfiniBand协议发展初期,国家并行计算机工程技术研究中心就在国家“八六三”计划的支持下开始对InfiniBand协议展开了深入研究,旨在改进高性能计算特别是集群系统的互连性能,研制出符合InfiniBand标准规范的高性能互连部件,并最终开发出了具有自主知识产权的InfiniBand互连网络产品．论述了以自行研制的InfiniBand部件技术为基础的高性能集群计算机系统的组成、结构和应用,并对系统性能进行了实验分析．     

Improving End System Performance for Multimedia Applications over High Bandwidth Networks

Digital video services, scientific visualization and other multimedia applications require delivery of high network throughput to end user applications. In this paper we identify bottlenecks in the data path between high-speed networks and applications. Using performance of multimedia applications as a metric, the effectiveness of solutions to reduce network, operating system, and user bottlenecks is explored experimentally.     

高性能计算系统中的服务质量研究

高性能计算系统的资源管理以集群作业管理为主,这种粗粒度的管理方式缺乏有效的作业资源控制手段,不能准确了解作业的资源需求,在一定程度上仍然不可避免计算资源的浪费.针对高性能计算系统中高效利用系统计算资源的问题,提出并实现了基于操作系统的QoS服务质量框架,对作业资源使用进行细粒度的统计与控制,实现了资源的动态控制与协商机制,完善作业加载与调度策略,在高效利用系统资源方面取得了较好的应用效果.     

HSP传输协议的设计与实现

首先对传输层协议进行了介绍,并给出了协议设计时的一些考虑,然后对HSP协议进行了详细描述。HSP协议针对局域网存储系统进行优化,通过精简层次和高效的流控方式来提高系统的吞吐率。同时给出了HSP在Linux下的实现,最后对协议进行了初步的性能测试,结果表明,HSP在局域网存储系统环境中比TCP／IP具有更好的性能。     

网络存储中构造高可用数据中心的研究

网络存储是当今世界新的热点研究方向。文章在分析传统存储系统体系结构缺陷的基础上,研究了网络存储的技术优势,讨论了NAS、SAN系统和ISCSI三种当前的网络存储技术。同时,根据我企业对存储数据的需求及硬件环境的特点,结合目前光纤通道和集群技术,提出了一种构造高可用性数据中心的结构方案,给出了提高系统可用性的具体方法。     

高性能嵌入式网络数据库管理系统的研究

基于实践,以建设通用嵌入式网络信息数据库管理系统为实例,研究了基于B树索引改进算法的高性能网络数据库管理系统的若干关键技术,并对算法实现做出了性能评估。     

Storage System and Multimedia: Classification and Extensions

With the increasing processing speeds, there is a shift away from the paradigm of centralized, sequential storage systems towards distributed and network based storage systems. Further, with the new imaging and real time multimedia applications, it is becoming more than ever important to design powerful, efficient and scaleable I/O systems. In this paper, the requirements of storage subsystems in multimedia environment were presented. The storage system components relating to those requirements were analyzed. Current solutions were surveyed and classified. Then we proposed approaches to improve storage subsystem performance for multimedia. The first approach applies constrained layout currently used for single disk model to multi-disk system. The second calls for using a stripping unit that meets both media and storage system optimization criteria. The third uses a pool of buffers instead of single buffer per stream.     

多媒体数据库系统的研究与设计

在分析研究多媒体数据库系统的体系结构、关键技术、多媒体数据模型、功能及特点的基础上,设计了煤矿系统中的多媒体数据库系统并开发了相应的基于图形界面的煤矿管理系统。在开发系统的过程中,分析了传统的数据库系统的各种解决方案的基础上,主要从数据模型建立、物理结构设计、基于内容的检索等方面给出了较好的解决方案。