智能網(wǎng)絡磁盤存儲關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、面對現(xiàn)代信息社會不斷增長的海量數(shù)據(jù)信息存儲需求，傳統(tǒng)的計算機外存儲系統(tǒng)的信息存儲能力已經(jīng)受到了空前的挑戰(zhàn)。為此，各種新的信息存儲理論和技術(shù)方法應運而生，人們在原有外存儲系統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上應用現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡技術(shù)提出了各種新型信息存儲理論和技術(shù)方法;這些新技術(shù)和新理論的典型代表有:附網(wǎng)存儲、存儲區(qū)域網(wǎng)絡和存儲網(wǎng)格等新型網(wǎng)絡存儲技術(shù)。但是，這些新型網(wǎng)絡存儲技術(shù)都或多或少地存在存儲性能的瓶頸問題，有的甚至還存在單點故障和存儲系統(tǒng)可靠性差等問題，這

2、些新型網(wǎng)絡存儲技術(shù)方法還有待于進一步改進和完善。因此，如果能應對上述面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)，解決已有存儲系統(tǒng)中存在的問題，進一步研究和提出某種更加有效的新型網(wǎng)絡存儲技術(shù)和方法，應該是計算機存儲技術(shù)研究領(lǐng)域中一件非常有意義而且又極富挑戰(zhàn)性的研究工作。
　　 基于此，本文在對當前已有的計算機存儲理論、存儲設備、存儲總線和網(wǎng)絡存儲技術(shù)進行了認真的分析和研究的基礎(chǔ)上，重點對作者所在課題組提出的智能網(wǎng)絡磁盤(IND: Intelligent Ne

3、twork Disk)存儲理論和關(guān)鍵技術(shù)問題進行了系統(tǒng)和深入的研究。本文作者所做的主要研究工作和創(chuàng)新性成果有以下幾方面:
　　 (1)提出了一種可以主動組織起來，有選擇地讓計算機通過網(wǎng)絡使用的計算機新型外存儲設備——智能網(wǎng)絡磁盤（IND）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并給出了智能網(wǎng)絡磁盤(IND)的四種聯(lián)網(wǎng)方式（即:單點單盤方式、單點多盤方式、多穴單盤方式和多穴多盤方式等）。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和聯(lián)網(wǎng)方式使得智能網(wǎng)絡磁盤的設計和應用變得更加靈活、經(jīng)濟和實用

4、。
　　 (2)提出了一種智能網(wǎng)絡磁盤(IND)的通信協(xié)議。本文提出的智能網(wǎng)絡磁盤(IND)的通信協(xié)議能夠靈活地將當前的各種磁盤命令封裝到計算機網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)幀或包中，從而實現(xiàn)了可選擇性地通過局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)來直接存取磁盤數(shù)據(jù)塊。這種通信協(xié)議比已有的通過IP(InternetProtocol)協(xié)議訪問SCSI(Small Computer Systems Interface)磁盤或通過以太網(wǎng)訪問IDE(Integrated Drive

5、 Electronics)磁盤等單一模式更具通用性和靈活性。
　　 (3)提出了利用硬盤內(nèi)建CACHE策略來優(yōu)化傳統(tǒng)磁盤訪問的調(diào)度算法。研究結(jié)果表明對于熱點訪問區(qū)的尺度在數(shù)十倍于CACHE大小的范圍內(nèi)，優(yōu)化后的算法比傳統(tǒng)磁盤調(diào)度算法有著較明顯的優(yōu)勢。
　　 (4)提出了一種智能網(wǎng)絡磁盤(IND)的自組織算法。本文提出的智能網(wǎng)絡磁盤的自組算法可以將網(wǎng)絡上各個獨立的智能網(wǎng)絡磁盤分別組織成“組方式”或“集群方式”工作，它能夠?qū)?/p>

6、網(wǎng)絡上各個獨立的物理網(wǎng)絡磁盤組成一個巨大的邏輯網(wǎng)絡磁盤，為用戶提供一個海量的存儲空間;并在此基礎(chǔ)上提出了自免疫容災恢復算法和后備智能網(wǎng)絡磁盤容災恢復算法;這些方法提高了智能網(wǎng)絡磁盤(IND)系統(tǒng)的自組織能力和可靠性。
　　 (5)提出了一種用智能網(wǎng)絡磁盤(IND)為底層提供物理支持的存儲網(wǎng)格的“對等模式”實現(xiàn)方案。進而提出了一種嵌入了智能網(wǎng)絡磁盤（IND）的“智能存儲”計算機網(wǎng)絡的構(gòu)成方法:將智能網(wǎng)絡磁盤存儲理論與傳統(tǒng)計算機網(wǎng)絡