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基于分布式存储的在线网盘系统的设计与实现

【摘要】:随着互联网中信息量不断增长,数据的管理难度、存储成本加大,越来越多的企业将传统的存储方式向云存储转变。云存储服务具有高可靠性、高扩展性及大容量存储等特点,涉及存储网络技术、虚拟化技术、数据传输技术、分布式存储技术,具有良好的学术研究价值和商业前景。 本论文涉及基于分布式存储的在线网盘系统,主要工作和研究内容如下: 为了适应海量规模存储环境的要求,提高数据中心主机的存储空间利用率,本文设计并实现了一种异构环境下的分布式块存储系统(InfoStor)。该系统通过带内存储虚拟化技术将存储资源利用起来,代替磁盘阵列提供大容量存储空间,后端存储节点提供多副本冗余存储功能保护数据,主控节点支持“侦听-检测-切换”的高可用模式防止单点故障发生。 针对基于Web的商业在线网盘,受到校园网环境的特性和网络出口的限制,本文利用GlusterFS分布式文件系统整合InfoStor提供的块级别存储,设计并开发面向校园的在线个人网盘服务-InfoDisk。结合校园网用户的特点和应用需求,对校园网络存储解决方案进行了较为深入的研究,并设计一个功能完善、界面友好、简单易用的网络硬盘系统,并且在此基础之上,针对校园存储服务高并发、高数据量、高吞吐量的特点,设计该服务的性能优化方案。 本文研究重点是(1)基于带内虚拟化技术实现的分布式块存储系统的整体架构,介绍所涉及的主要功能模块:磁盘管理、存储池管理、虚拟卷管理和LUN Mapping的实现流程,主控节点的高可用模式和存储后端多副本冗余实现方式。(2)将Web技术与云存储平台相结合,建立一个基于云存储平台的Web网络存储应用系统。通过研究和对比现有存储技术,特别是云存储技术,确定采用了LAMP加GlusterFS的系统技术架构。该架构具有以下特征:具有较高的可靠性,充分保证数据的安全;具有可扩展性,存储容量按需弹性扩展;具有易用性,维护成本低,系统管理方便。 通过具体的实验和用户的反馈,本文所设计的基于分布式存储的在线网盘系统具有良好的应用价值,为用户提供安全,便捷的在线存储服务。

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