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面向云存储的存储网关

格式:DOC 上传日期:2023-08-06 22:37:49
面向云存储的存储网关
时间:2023-08-06 22:37:49     小编:顾弘

随着计算机网络的发展与网络带宽的不断增长,利用网络技术来提高存储系统的容量、可靠性与可扩展性成为可能. 近年来, 分布式网络存储已经成为存储技术发展的新趋势. 分布式文件系统可以将分散在网络中的存储资源组织起来, 构成大容量的虚拟磁盘存储空间. 该系统能够更好地解决多客户端并发操作下, 有限的网络带宽和磁盘 I/O 对数据访问速度的限制; 同时, 由于该系统在重复利用原有设备、动态扩充虚拟空间容量、容灾备份等多方面具有的优越性, 因而受到了开源社区和相关技术公司的追捧, 并在很短的时间内出现了很多开源的分布式文件系统, 如 KFS、moosefs、FastDFS、Ceph、HDFS、GFS 等, 以及闭源的分布式文件系统 LoogStore、BWFS等.

就开源分布式文件系统而言, 多数不支持在Windows 操作系统上进行应用开发. 即使某些分布式文件系统支持, 也只是提供些动态库或者静态库, 这对已经存在于Windows操作系统上的原有应用程序而言, 不但要考虑重新编码, 还要考虑当前应用程序和分布式文件系统提供的动态库或静态库之间的接口和语言兼容性等问题. 假如分布式文件系统的接入网关能够以网络虚拟磁盘的方式提供服务, 这样既可以减少程序之间的耦合性, 又可以避免对原有应用程序的修改. 本文主要对分布式文件系统的 Windows 网络虚拟磁盘的实现方式进行研究, 并实现了一个 Windows版存储网关程序 dfsclient.

1 基于Linux存储网关的实现分析

基于 Linux 系统的存储网关实现方法有两种: 一种实现方式如 Open-ISCSI, 其所有功能都在内核态实现, 用户态只完成网络连接管理和磁盘设备的挂接操作. 实质是在网络设备对象 net_device 上抽象出一个虚拟的磁盘驱动设备对象, 然后通过一个网络连接对象 sock 将网络设备对象和虚拟磁盘设备关联起来, 以实现网络虚拟磁盘功能. 当将这个磁盘设备挂接到根文件系统上的时候, 就将这个设备对应的文件系统挂接到根文件系统上了, 对挂载点内文件的操作通过网络对应为对远端存储设备的操作.

2 基于Windows存储网关的设计与实现

基于 Windows 系统存储网关的实现方法和基于Linux 系统存储网关的实现方法相似, 也有两种. 本文介绍 Windows 版存储网关的实现方法和基于 Linux 下fuse 的存储网关实现方法相似.

2.1 RDFL 文件系统驱动

RDFL 文件系统驱动在操作系统启动时候, 由后台服务进程 RDFSMounter 自动将之加载到操作系统内核中, 当 RDFL 文件系统驱动被加载到内核中时,RDFL 会创建一个名称为 RDFLCtl 的设备对象, 用户态可以通过该设备对象设置和查询RDFL驱动的状态,以及创建和删除文件系统对象和虚拟磁盘设备对象.

2.2 RDFL 用户态动态库

RDFL 内核驱动的用户态部分, 对内核态 RDFL驱动程序提供的功能进行了封装, 提供了一组管理函数. 这些函数包括三部分: (1) 文件系统对象和虚拟磁盘对象的创建、删除、查询和设置, 其中创建函数在dfsclient 启动的时候被调用, 删除函数在 dfsclient 函数结束的时候被调用, 查询和设置函数被 RDFSMounter调用, 用以对文件系统对象和虚拟磁盘对象状态进行查询和设置. (2) 文件系统回调函数 MajorFunction 到用户态的映射函数, 这些回调函数包括 creat

eFile、OpenDirectory、creat

eDirectory、ReadFile、WriteFile、CloseFile 等函数, dfsclient 存储网关的主要功能就是将这些回调函数转换成对分布式文件系统的操作. (3) 最后一些包括调试开关的打开关闭, 版本信息的查询等函数.

2.3 dfsclient 存储网关

从程序设计上而言, dfsclient 包含三部分: (1) 调度转发子系统通过分布式文件系统操作原语实现RDFL.dll 中要求实现的类似 Windows 文件系统标准接口的回调接口, 调度转发子系统也包括了多线程数据并发读写, 读写数据缓存, 元数据缓存等功能. (2)RDFL.dll 模块接收来自 RDFL.sys 的对文件进行操作的事件, 并将事件转发给调度转发子系统, 由调度转发子系统 翻译成分布式文件系统操作原语, 实现对分布式文件系统的操作. (3) 分布式文件系统操作原语是由分布式文件系统提供的, 基于 socket 的可以对文件及文件夹进行操作的函数集合.

3 Windows系统存储网关性能测试

以下是基于 HDFS 分布式文件系统的 Windows 版存储网关和 Linux 版存储网关的读写性能对比, 读写数据为 4G 大小的大文件, 服务器配置如下:

元数据服务器(NameNode)配置: 一块千兆网卡,8G 内存, 4 个 2 核 CPU.

存储数据服务器(DataNode)配置: 两块千兆网卡(bonding), 15000 转 8M 缓存磁盘, 4 磁盘 RAID0, 8G 内存, 4 个 2 核 CPU.

存储网络客户端配置: 一块千兆网卡, 15000 转8M 缓存磁盘, 4 磁盘 RAID0, 8G 内存, 4 个 2 核 CPU.

通过两层千兆交换机将元数据服务器, 存储数据服务器和 Windows, Linux 版存储网关连接起来. 数据存储采用一个副本方式存储, 存在三台存储数据服务器.

4 总结

使用 Windows 文件系统过滤驱动开发类似于Linux 下 fuse 的驱动程序 RDFL, 可以比较容易的开发Windows 版存储网关, 极大的缩短开发周期. 当然, 在开发过程中存在很多问题, 主要是 Windows 操作系统和Linux操作系统之间的兼容性问题, 但是, 这些问题对数据访问的影响基本可以忽略. 对基于 RDFL 开发存储网关而言 , pthread_win32 可以使从 Linux 到Windows 下的移植变得容易简单, 特别对 Windows 多线程接口不熟悉的开发者.

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U 盘作为信息化条件下移动载体被广泛使用, 在带来便利的同时, 也给信息资料的安全性带来严重隐患, 市面上各类安全 U 盘, 在硬件和安全模型方面还无法保证信息的绝对安全, 在特殊保密领域, 研发一款高安全性和健壮性, 能够保存高涉密信......
论我国区域医疗信息共享数据的储存模式
发布时间:2015-10-22
摘要:目前,随着新医改的脚步,我国的区域医疗信息化正在如火如荼的开展着。各个省市地区都在进行着相应的区域化进程,区域医疗信息化的中心是为了医疗信息在区域内的共享,所以如何储存这些医疗信息就成为了开展这项工作中很重要的......
NAS 存储系统在广播音频系统中的应用浅析
发布时间:2016-10-24
概述 如今我台已普遍推广计算机网络技术,节目的制作、播出已实现数字化。从节目录制、编排到播出,都跟计算机技术息息相关。这就更加的体现出了存储系统的重要性。目前我台已建成的数字化音频网络制作系统,主要在以下方面涉及到存储......
快一点是一点提高Windows 8.1平板存储卡性能
发布时间:2015-09-11
针对存储卡、闪存盘等外置存储设备,Windows 8.1系统提供了“快速删除”和“更好的性能”两种策略,而系统默认的选择则是“快速删除”。由于存储卡在绝大多数情况下都会藏在平板电脑体内,热插拔的几率很小,因此有必要将其修改到“更......
试析小型民用爆炸物品储存库选址及平面布置安全设计
发布时间:2023-02-02
摘要:本文主要结合小型民用爆炸物品储存库的选址以及平面布置安全设计等相关问题进行说明,具体到工程实践当中,就涉及到方方面面的问题,如储存库的基本选址问题、储存库的外部运输距离、储存库进行基础设施建设的成本以及防雷设施......
云杉种子储藏与育苗技术的研究
发布时间:2022-11-14
【摘 要】云衫是华北地区主要的造林绿化树种。本文阐述了云杉的种苗特性,幼苗生长过程,培育丰产壮苗的技术要点,为培育出优质红皮云杉壮苗提供了科学依据。 【关键词】云衫;种子;育苗;换床 云杉又名红皮臭柏、白松,是松科云......
英特尔和美光科技推出突破性存储技术
发布时间:2015-09-06
互联设备和数字服务的爆炸式增长产生了大量的新数据。为了让这些数据变得更有价值,必须对这些数据进行非常快速地存储和分析,而这也为设计内存和存储解决方案时必须权衡成本、功耗和性能的服务提供商和系统制造商带来了挑战。3D XPoi......
医院信息系统存储容灾整体解决方案探讨
发布时间:2022-11-14
摘要:该文通过探讨采用业界领先的技术和合理的投资,规划建一套我院要求的容灾平台,该文主要从计算资源、传输资源、存储资源三个方面来讨论数据容灾技术。同时结合本院的实际情况提出了HIS系统数据容灾的解决方案。该平台具备良好的......
医院数据中心存储系统解决方案的设计分析
发布时间:2022-11-19
1医院数据中心存储系统需求分析 目前HIS , PAC S等系统数据是医院的核心业务数据,普遍存在业务数据增长速度快、并发访问量大等问题,因此,要求存储系统具有安全性高、响应速度快、稳定性高、容量大等特点。 对于HIS系统而言,系统......
抢滩登陆移动存储领域 把玩浦科特Portable SSD EX1 128GB
发布时间:2019-10-16
依靠着对机械硬盘在性能上碾压的势头,SSD在PC市场已经收获颇丰,鉴于其轻便小巧的特性,自然也会顺理成章地涉足移动存储领域。浦科特派出的先遣部队便是今天我们拿来把玩一番的PortableSSDEX1(以下简称EX1)。外形小巧精美第一次将EX1握在手上的时候,它就给我带来了一种爱不释手的感觉。机身表面除了顶部与底部外均采用喷砂工艺打造,加上圆弧的机身,30g左右的轻盈机身,整个握持手感非常出色。底.........
安防视频监控存储技术现状与发展趋势分析
发布时间:2019-12-10
摘要:随着时代的发展、各方面技术的进步,安防视频监控技术也不断提高,从最初的模拟监控逐步发展到数字监控,并进入快速发展期。文章对安防视频监控存储的发展历程、现状与发展趋势进行了分析和说明。关键词:安防;视频监控;存储技术中图分类号:TP311文献标识码:A文章编号:1009-3044(2018)09-0220-011引言随着时代的发展、生活的进步,人们越来越关注安全问题:越来越多的人给自己的私家车.........
通过数据影化、离散化存储实现敏感信息防护
发布时间:2022-12-21
摘要:该文主要探讨对IT系统中涉敏信息实施“影化”处理、离散化存储。利用混淆映射置换和分层映射方式,将用户隐私信息转换为无法识别的离散数据流,完成对信息系统中的敏感信息隐藏,防止拖库等批量资料信息非法获取的情况发生。 ......
浅谈存款保险条例制度对银行以及储户的影响
发布时间:2022-09-26
【关健词】存款保险含义,50万限额,商业银行的盈利影响,三类情况保不了 存款保险实行限额偿付,最高偿付限额为人民币50万元。同一存款人在同一家投保机构所有被保险存款账户的存款本金和利息合并计算的资金数额在最高偿付限额以内......
简析共享文件加密存储分级访问控制方案的实现
发布时间:2023-04-02
1 引言 在信息化办公的现在,企业在日常办公、产品研发、开会讨论等活动中会产生大量文件,这些文件往往需要共享。传统的共享方式是文件由产生者保存,需要使用文件的员工使用移动硬盘、U 盘等复制,但这样存在很大的安全隐患。一方面......
一种路由表分布式存储转发架构及其查找算法
发布时间:2023-03-14
摘要:面向路由器FIS(Forwarding In Switch, FIS)处理机制,提出了一种基于路由表分布式存储的多级流水并行查找架构,采用多个低速的具有独立转发和交换功能的转发交换结点FSN(Forwarding and Switching Node)构成多级流水线,针......
清入关前仓储制度探析
发布时间:2022-12-17
[摘 要]中国古代历朝统治者都很重视本国的仓储建设,而粮食储备又是仓储建设中最为重要的内容。本文仅就清入关前粮食的贮存方式、统治者对仓储建设的管理以及仓储对于备荒、救荒的作用做以探析,以求更加明晰地了解仓储制度在清入关前......
互联网+对仓储物流管理的探究
发布时间:2019-09-26
摘要:随着互联网时代发展,为了进一步做好仓储物流管理工作,应该重视依托“互联网+”技术,不断构建完善的仓储物流管理体系,以加强实践管理能力,从而进一步为相关工作开展奠定良好基础。关键词:“互联网+”;仓储物流;管理对策1“互联网+”技术在出入库管理中的应用对于互联网+技术在出入库管理中主要有以下几个方面的应用:首先,是对入库物品详细信息的采集。入库工作人员要根据入库的清单对入库产品进行清点核对,收.........
边值问题离散方程组的Jacobi迭代法的多种存储格式实现
发布时间:2013-12-18
摘 要 关键词: 迭代法; 迭代法; 迭代方法;半带宽;按行压缩稀疏存储 Abstract Keywords: iteration; iteration; iteration; half band-width; ......
分析面向生活世界的存在主义
发布时间:2016-07-01
无论人们此时正在做些什么、畅想着什么、期许着什么,我们都习惯于将这一过程叫做生活。在经验常识的层面上生存与生活并不存在着明显的界限,两者是可以替换使用的。但在哲学的视域下,二者有着根本的区别。在海德格尔看来,人作为存在......
基于海量视频存储技术的超声动态影像工作站系统
发布时间:2022-12-20
摘 要:针对当前超声影像面临的问题及制约因素,详细介绍了基于海量存储技术的超声影像工作站系统构成及特点,并全面分析了该新型工作站系统的主要功能和应用效果。 关键词:海量存储技术;超声诊疗系统;超声影像技术 近年来随着......
OpellStack对象存储身份和访问控制管理的安全性分析与改进
发布时间:2019-11-07
摘要:随着云计算技术的蓬勃发展,OpenStack作为“云”家族中的新兴成员正在逐步成为该领域的核心技术。作为公有云和私有云的共同技术基础,OpenStack不但可以提供基础平台层的服务,而且能够实现统一的云管理平台自动化。然而,OpenStack作为一种新型的、动态的云服务,目前在安全性方面仍不完善。本文重点对OpenStack的对象存储进行安全性分析,发现OpenStack对象存储中身份认证、.........
储蓄生命的落叶
发布时间:2023-01-28
编者按:只谈生活,似乎太泛了。这段生活,我们自己的生活,少则十五六年,多则十八九年。这短短的十几年里,我们曾经为谁感动过?也许小时候的记忆已经模糊,近期的回忆则停在上课、背诵、做题、考试的轮回里。但是,我们不能完全被......
电商物流密集存储库房自动分拣系统总体框架设计
发布时间:2022-07-23
电商物流的快速发展,它的相应配套服务设施等也必须跟上,这其中最主要的就是仓储、配送等。电商物流的竞争,最后会是谁的物流服务好,谁将赢得更多客户。物流配送中心的储存、分拣设备体积过大、投资很多、需要时间较长,所以我们在选......
探讨面向智能电网应用的云计算架构
发布时间:2016-10-13
引言 随着全球资源与环境压力的不断增加以及对供电可靠性和电能质量要求的不断提升,要求未来的电网要更加安全、可靠、经济和高效,为此,建设适应经济社会发展的智能电网已成为国际电力工业界的普遍选择,智能电网技术体现了当今世界......
边值问题离散方程组的Gauss—Seidel迭代法的多种存储格式实现
发布时间:2023-07-18
摘 要 本论文由两部分组成,第1部分针对边值问题,用5点差分格式进行离散,并对离散矩阵这类大型稀疏矩阵,研究了系数矩阵的3种存储格式的优劣,即:满矩阵......
外汇储备高增长利弊及政策取向
发布时间:2016-01-09
外汇储备高速增长的原因分析 众所周知,国民经济持续快速发展,国家经济实力、国际竞争力以及对外资吸引力的增强是我国外汇储备持续高速增长的根本原因。但除此之外,其他一些因素对外汇储备高速增长也起到了重要作用。 2、过度的引......
面向电力调度数据网的云计算应用浅析
发布时间:2023-02-15
【摘 要】随着智能变电站大量建设,电力调度数据网的节点数将不断增长,其复杂程度不断增加,与此同时电力调度数据网承载的业务无论是种类还是数据量都不断增多。本文基于电网现状,提出将Hadoop 云计算技术应用于电力调度数据网,并......
浅论基于复合相变材料储热单元的储热特性
发布时间:2022-11-15
储热技术,特别是相变储热技术是合理有效利用现有能源、优化使用可再生能源和提高能源利用效率的重要技术。相变储热技术利用材料的相变潜热来实现能量的储存和利用,是缓解能量供求双方在时间、强度及地点上不匹配的有效方式。为了使相......
基于“互联网+”对仓储物流管理的探究
发布时间:2023-03-14
0 引 言 当前仓储管理已经从最初的人工管理逐渐进入到了自动化和智能化的管理阶段。但是大多数企业的仓储管理较为落后,在具体的管理活动中造成了较大的人力成本和物资成本的浪费,将互联网+的思维和技术应用到仓储管理的过程中能够使......
储运企业如何向第三方物流转变(1)
发布时间:2013-12-17
摘 要:加入WTO以后,我国的物流业与国际接轨,全面开放,传统的储运企业面临着转型,本文积极探索储运企业向第三方物流转变,通过分析这种转变的优势和劣势,提出转变策略,促进我国的物流业更好地适应世界市场的要求。 关键词:储运......
油气储运工程地面管道施工管理研究
发布时间:2023-03-17
摘要:如今我国的社会经济正在稳步前进,各行各业在生产过程中,对于能源的需求也在持续的增长,面对日益紧张的竞争形势,我国还必须要加强进一步的能源储运,这样才能够在最大程度上满足人们对资源的实际需求,进而提高人们的生活质量水平。油气储运是一项十分复杂的工程项目,在其运行过程中一定要注意各方面的影响因素,保证油气储运可以达到最优,同时可以保障健康持续发展。文章主要对由基础云工程中的地面管道施工的管理方式.........