分布式虛擬機存儲系統(tǒng)的虛擬元數據服務器設計與實現.pdf

1、虛擬機是搭建“基礎架構即服務”云平臺的基礎，隨著云計算的快速發(fā)展，虛擬機數據后端存儲成為重要研究課題。分布式塊存儲系統(tǒng)是典型的虛擬機數據存儲系統(tǒng)，一般采用無中心節(jié)點的全對稱架構，只提供數據強一致性保證，而分布式系統(tǒng)一致性和可用性不能兼顧的，因此系統(tǒng)可用性不高。系統(tǒng)中加入元數據服務器可以提供多種數據一致性策略，但會有單點故障、擴展性差和元數據同步開銷等缺點。虛擬機是獨占虛擬塊設備的，因此存儲系統(tǒng)中的每個數據都只有唯一的虛擬機修改。

2、　　針對虛擬機的數據訪問特性，在無中心節(jié)點的分布式塊存儲系統(tǒng)中設計了虛擬元數據服務器。通過在系統(tǒng)與虛擬機客戶端連接的節(jié)點保存虛擬塊設備的元數據，使節(jié)點具備元數據服務器的功能并用來組織數據訪問，在系統(tǒng)中虛擬了多個虛擬元數據服務器。在虛擬塊設備的元數據中記錄了數據副本版本信息和訪問開銷，使得系統(tǒng)能夠異步的修改數據的副本，并能夠根據節(jié)點負載和網絡狀態(tài)動態(tài)調整訪問的數據副本。數據副本數據和版本同時存儲方法保證了元數據的安全性，解決了單點故障問題

3、，數據一致性后臺檢測與恢復技術保證了系統(tǒng)數據一致性，同時虛擬塊設備的獨占性也消除了元數據同步開銷并大大降低了設計的復雜性。從而設計在繼承了全對稱架構優(yōu)點的同時為系統(tǒng)提供了多種數據一致性策略，提高了系統(tǒng)可用性。
　　在開源“牧羊犬”平臺實現了虛擬元數據服務器的設計，為系統(tǒng)添加了數據弱一致性策略。通過原生“牧羊犬”系統(tǒng)、改進的強一致性實現和虛擬元數據服務器實現的對比測試，虛擬元數據服務器設計在數據順序讀寫測試中寫性能提高了約30％而讀