基于負(fù)載均衡的存儲(chǔ)架構(gòu)研究與應(yīng)用.pdf

1、社會(huì)信息化程度的急速發(fā)展，使得數(shù)據(jù)正成幾何級(jí)的數(shù)量爆炸性的產(chǎn)生，從而對(duì)存儲(chǔ)提出的更高、更多的要求。雖然現(xiàn)在磁盤存儲(chǔ)容量在不斷的增加，但面對(duì)爆炸性的數(shù)據(jù)增長，本地磁盤的存儲(chǔ)方案已經(jīng)體現(xiàn)出了的局限性。隨著云計(jì)算概念的提出，存儲(chǔ)即服務(wù)(Storage asa SeⅣice)的SaaS模型和云存儲(chǔ)的概念也得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。以硬件冗余、自動(dòng)故障切換、海量并行擴(kuò)容、負(fù)載均衡及易于管理為標(biāo)志的云存儲(chǔ)的到來使得大規(guī)模的廉價(jià)的存儲(chǔ)成為了可能。云存儲(chǔ)

2、中核心的技術(shù)便是虛擬化技術(shù)，包括有設(shè)備虛擬化、服務(wù)虛擬化等。存儲(chǔ)的虛擬化是實(shí)現(xiàn)云存儲(chǔ)的關(guān)鍵步驟。
　　 本文在借鑒成熟的存儲(chǔ)架構(gòu)（如DAS、NAS、SAN、OBS等）的基礎(chǔ)上，通過實(shí)踐找到一種適合云計(jì)算形態(tài)的存儲(chǔ)形式，并將這種存儲(chǔ)體系在云的狀態(tài)下進(jìn)行部署應(yīng)用?，F(xiàn)行主流的存儲(chǔ)架構(gòu)都有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)，某些架構(gòu)是在特定的應(yīng)用環(huán)境下發(fā)展建立起來的。例如DAS(Direct-Attached Storage)采用電纜直接到服務(wù)器的，I/O

3、請(qǐng)求直接發(fā)送到存儲(chǔ)設(shè)備，但其在備份、恢復(fù)、擴(kuò)展、災(zāi)備等方面存在著突出的問題；SAN(Storage Area Network)技術(shù)是一種利用FC(FiberChannel)等互連協(xié)議連接起來的，傳輸效率很高，但實(shí)施成本非常高。NAS(Network-Attached Storage)以文件作為基礎(chǔ)，建立專用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的存儲(chǔ)私網(wǎng)，NAS主要將目光集中于應(yīng)用、用戶、文件及其共享上。
　　 與主流的存儲(chǔ)架構(gòu)相比，基于虛擬存儲(chǔ)的云存儲(chǔ)會(huì)

4、具有明顯的優(yōu)越性：虛擬存儲(chǔ)提供了一種大容量存儲(chǔ)系統(tǒng)集中管理的手段，采用統(tǒng)一的環(huán)節(jié)對(duì)整個(gè)虛擬存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理，避免了設(shè)備擴(kuò)充等帶了的管理麻煩，在虛擬存儲(chǔ)中，擴(kuò)容僅僅是管理員對(duì)新加設(shè)備的節(jié)點(diǎn)掛接，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行沒有影響：虛擬存儲(chǔ)大大提高了存儲(chǔ)系統(tǒng)的整體訪問帶寬，存儲(chǔ)系統(tǒng)是有多個(gè)的存儲(chǔ)模塊構(gòu)成，而虛擬存儲(chǔ)良好的負(fù)載均衡能力會(huì)使得數(shù)據(jù)的寫入與訪問更加平衡，性能大幅的提高；虛擬存儲(chǔ)使得存儲(chǔ)資源的管理更加靈活，不論是在副本管理還是元數(shù)據(jù)管

5、理方面，虛擬存儲(chǔ)都提供了良好的支持。
　　 本文通過建立三級(jí)虛擬化層次以組織一個(gè)自物理層至用戶層的虛擬存儲(chǔ)空間。借鑒引入成熟架構(gòu)中的關(guān)鍵技術(shù)，并整合利用了一些開源項(xiàng)目組貢獻(xiàn)的相關(guān)中間件，建立起本文中描述的通用虛擬存儲(chǔ)體系。該虛擬存儲(chǔ)架構(gòu)在設(shè)計(jì)之初特別注重了存儲(chǔ)體系對(duì)用戶的透明性，對(duì)終端用戶而言，存儲(chǔ)空間在理論上是無限的，數(shù)據(jù)在云端是安全且易用使用的。本文致力于在普通商用網(wǎng)絡(luò)上建立大規(guī)模分布式的安全存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。通過加入了規(guī)則的概念實(shí)

6、現(xiàn)了虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)的靈活控制和管理，并在實(shí)現(xiàn)過程中根據(jù)實(shí)際需求加入了在文件讀取兩方面的負(fù)載均衡控制。
　　 另一方面，隨著軟件即服務(wù)的SaaS應(yīng)用模式已經(jīng)被廣泛的接受和應(yīng)用。這種按需定制、多租戶、靈活可配置的模式為用戶提供了極大的方便。在云計(jì)算成為大勢(shì)所趨的背景之下，SaaS甚者PaaS的應(yīng)用模式的應(yīng)用必然會(huì)愈發(fā)普遍。本文在提出虛擬存儲(chǔ)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，同時(shí)從虛擬存儲(chǔ)的SaaS應(yīng)用模式角度進(jìn)行了研究和闡述。我們利用項(xiàng)目組在柔性按需配置