摘要：当前蓝光光盘的寿命已超过50年,光存储的可靠性远高于硬盘,寿命也远长于磁带,但单盘容量较小、存取性能较低的缺点限制了光盘在大规模归档系统中的应用。提出了一种新型超大容量机械手自动换盘的光盘库系统,该系统能够在标准尺寸的机柜中容纳12 000张蓝光光盘,数十个光驱可并行读写,对外的吞吐率达到1 GB/s。除了高度并行之外,还使用了磁光电融合结构和虚拟化存储机制,通过磁电作为光存储的大容量缓存,提高存取性能,将大量的光盘存储空间虚拟成单个文件卷存储池。该系统的光盘调度、刻录和读取完全实现自动化,并提供给用户通用文件访问接口。综合这些技术,既发挥了光存储介质的大容量、长寿命、低成本、低能耗的优点,又克服了光存储系统速度慢、性能低的缺点,同时提供了用户友好的使用界面和环境,实现了与现有信息系统的无缝对接。

摘要：通过对视频监控数据的特点和传统存储方案进行分析,提出一种高性能分布式存储系统解决方案.不同于传统的基于文件存储的方式,设计了一种逻辑卷结构,将非结构化的视频流数据以此结构进行组织并直接写入RAW磁盘设备,解决了传统存储方案中随机磁盘读写和磁盘碎片导致存储性能下降的问题.该方案将元数据组织为两级索引结构,分别由状态管理器和存储服务器管理,极大地减少了状态管理器需要管理元数据的数量,消除了性能瓶颈,并提供了精确到秒级的检索精度.此外,该方案灵活的存储服务器分组策略和组内互备关系使得存储系统具备容错能力和线性扩展能力.系统测试结果表明,该方案在成本低廉的PC服务器上实现了单台服务器可同时记录400路1080P视频流,写入速度是本地文件系统的2.5倍.

摘要：提出了一种FC-AE-RDMA(光纤通道-航空电子环境-远程直接内存访问)协议的实现方法,采用内存区域作为目标端设备以缩短I/O访问路径,同时取消写操作中的流量控制信息单元以减少延迟时间.根据FC-AE-RDMA协议所描述的特征,为采用现场可编程门阵列实现的定制光纤通道控制硬件设计了支持RDMA传输的发起端和目标端驱动程序,并进行了光纤通道RDMA和FCP I/O访问的对比测试.测试结果显示:光纤通道RDMA比FCP具有更短的延迟,当执行最小的I/O请求(512byte)时,光纤通道RDMA的I/O读请求延迟时间为FCP I/O读请求延迟时间的49%;光纤通道RDMA的I/O写请求延迟时间为FCP I/O读请求延迟时间的29%,其中取消流量控制信息单元令使得请求延迟时间减少22%.

摘要：在磁盘系统仿真器DiskSim的基础上,提出了一种独立冗余磁盘阵列在线数据重建方法仿真器的设计方案和实现机制.该仿真器以事件驱动的方式与主磁盘系统仿真器进行信息交互,并支持对2种常用的磁盘阵列重建方法(流水重建方法和面向磁盘的重建方法)的功能和性能仿真.仿真结果证明了磁盘阵列在线数据重建方法仿真器的有效性.

摘要：针对文件系统日渐显著的复杂性,提出要对复杂文件系统进行管理以优化应用程序对文件系统的访问,改善文件系统的性能,基于LD-PRELOAD技术设计并实现了一种用于文件管理系统的轻量级方法,并阐述和分析了该方法的关键技术和实现.采用系统提供的内建环境变量,加载用户态钩子、实现管理机制及其动态控制.通过对比测试表明:与传统基于FUSE(用户态文件系统)框架的文件系统管理方法相比,该方法在同等环境下具有显著的性能优势.

摘要：随着企业应用业务的不断复杂和多变,后端的存储服务需要做到按需而变。同时按需动态地整合和重组企业本身的设备和管理也是迫切需要的。为此,我们用提出的VS3——虚拟存储服务系统模型来应对了这一目标。从虚拟存储技术入手,将存储服务集成化,使用户直接面对上层的应用管理。该文详细介绍了整个VS3模型的组织框架,设计了VS3模型中的服务发现机制、数据传输机制。同时在减少原有设备成本的前提下,设计了计算和存储资源相分离的策略,从而为合成新应用服务提供了必要的资源准备。

摘要：RPC(Remote Procedure Call)协议有多个版本,分为内核态RPC与用户态RPC两类.开发人员根据设计需求选用合适的RPC版本,很多情况下会涉及跨内核态和用户态的通信.用户态RPC不如内核态RPC完善,缺少多线程机制、RDMA(Remote Direct Memory Access)机制等,需要优化以提高性能.结合此类需求,分析了用户态TI-RPC(Transport Independent Remote Procedure Call)运行机制,提出分层多线程的优化方法;利用TI-RPC底层接口重构RPC端口创建与服务启动;增加线程池机制,使TI-RPC在RPC层实现多线程并发服务.性能对比测试表明RPC内部多线程优化可将网络的利用率提高到网络满带宽的93%.

摘要：光盘能够进行可靠、低成本地离线长期数据存储,当对保存的海量数据进行查询时,需要能够快速逻辑定位到查询结果,并且能够确定所属光盘的物理位置,进行数据读取。这要求光盘在信息及物理世界中拥有唯一的标识,从而方便、可信地统一管理海量数据。本文设计一种批量光盘自动标识系统,它集成普通商用的刻录机、打印机和摄像头,实现批量光盘的自动化物理标签打印和逻辑标识刻录。考虑到每个部件都具有内部独立的时序控制、特定的存取接口。本研究设计并开发了定制化机械结构,以及全局软件调度机制,统一协调物理和逻辑控制。实验结果表明,单套系统能够一次连续地标识200张光盘,平均每张2 min。

摘要：在分布式系统中,资源可能同时被多个客户端申请访问,协调控制客户端和服务器的操作,保证数据访问的正确性和性能是资源的一致性控制要考虑的问题.常用方法是采用定制开发实现其功能或利用现有平台如Hadoop Zookeeper加以实现.Zookeeper是Hadoop的正式子项目,用于提供高效和稳定的一致性服务接口,基于它可以实现分布式锁、配置维护等服务.基于Zookeeper的一致性服务设计实现了分布式锁服务;分析锁服务器端请求处理过程,明确了上锁操作的性能瓶颈在于Zookeeper磁盘IO操作,提出了替换存储介质的方法,Zookeeper上锁性能提高90%;为了进一步减少网络开销,提出分布式锁逻辑移植方法,上锁性能提高20%以上.

摘要：随着云计算的普及,越来越多的客户选择使用基于云的服务,以避免冗余的设施购买费用和繁杂的系统设计与维护,从而将精力集中在自己的专业领域.通常,云服务的客户从云服务供应商购买虚拟机,并根据双方商定达成的服务水平目标(service level objective,SLO)约束购买到的计算资源.分布式存储中大量的文件分布在不同的存储节点上,现有的CPU、内存以及带宽等资源的分配调度算法并不适用磁盘I/O资源.从云服务提供商的角度来说,高效用的I/O资源调度算法有利于提高其系统的利用率,节约资源开销并增加企业收益率.从云存储提供商为获取高效率高收益率的角度考虑,通过对用户的虚拟机在不同存储节点上的访问特性建模,提出了一个新的自适应分布式I/O资源调度算法,简称为PC算法.PC算法能够:1)根据用户与服务商之间制定的SLO,动态地在各个存储节点中为每个虚拟机制定适当的局部SLO,满足虚拟机对个体节点的访问需求;2)为各虚拟机提供高效健壮的资源分配策略,既能尽可能利用I/O资源,又避免由无序的I/O资源竞争导致的虚拟机I/O资源饥饿.PC算法能够根据不同的I/O资源供应状况在两种调度策略间自动切换,当系统I/O资源充足时,算法采用最早截止时间优先算法(earliest deadline first,EDF)方式提高I/O资源使用率;反之则根据每个I/O请求的预计效益来提高总收益率.实验结果表明,在不采用预先设定虚拟机对各个节点访问量的前提下,PC算法能根据访问模式制定合理的资源分配,提高系统的I/O资源利用率和收益.