文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
基于对象存储控制器的软件设计与实现
姓名:张羚
申请学位级别:硕士
专业:计算机系统结构
指导教师:冯丹
20060509
华中科技大学硕士学位论文
摘要 1
作为下一代互联网信息存储的核心技术,基于对象的存储系统结合了 SAN
(Storage work)基于块存储和 work Attached Storage)基于文
件存储的优势,提供了功能更加丰富的对象接口,在数据共享、安全性及智能化
方面得到突破,具有多层次、可扩展、高性能、高安全性的特点。
基于对象的存储设备作为系统中的存储实体,一方面需要承担对象的存储管
理、设备安全管理、设备与外界的网络通讯等功能;另外一方面需要实现设备的
智能化,能够分析负载特征和对象属性,进行数据对象的预取和缓存。
基于对象的存储设备在数据传输方面,采用 Intel 的微处理器 80314,它内部
采用 64 位的交换结构网络;在数据处理方面,采用 Intel 的微处理器 80200 双
CPU。对外接口采用 2 个 31244 SATA(Serial ATA)控制器和 1 个千兆物理层网
络控制器。基于对象的存储设备整个控制软件构建在实时操作系统 TimeSys
Linux 之上,完成 iSCSI( SCSI)的命令解析以及 OSD(Objected-based
Storage Device)命令解析。由基于对象文件系统负责对象数据及其属性在磁盘
上的存放、空闲磁盘的空间管理,其中索引区的搜索,采用 B+树技术,可以提
高磁盘位置的索引速度;数据区的管理,采用 Buddy 算法技术,可以提高磁盘
空间的利用率;数据的动态预取算法,可以提高数据的读取速度。由 Intel GD
31244 驱动程序完成对该芯片的控制,实现了 DPA(Direct Port Access)的数据传输
模式,使多个磁盘设备可以同时访问,从而提供了更好的传输性能。
最后分别在开发板 Intel 80314 实现驱动程序的数据测试和在软件平台上实
现 OBFS(Object-based File System)文件系统的数据测试。驱动程序满足磁盘的读
写,文件系统在 32KB 缓存的性能优化下和网络文件系统性能相当。

关键字:基于对象存储系统;基于对象存储设备;文件系统;驱动程序

1该项研究受国家重点基础研究(“973”计划)2004CB318201 资助
I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract *
As the key technology of next generation storage, Object-based storage
system integrates SAN which is ba sed on block storage and NAS which is based on
file storage. It provides an expressive object-level interface to user and improves the
performance of the whole storage system in terms of data sharing, security and
intelligence. The characteristic of the Object-based storage system is hierarchical
structure, strong scalability, high performance and strong reliability.
Object-based storage device is physical element of the system. It abstracts away
file storage details such as allocation and scheduling, semi-independently managing.
It is with responsibility for space management, security management and data
transmission management. And it needs to analyze system load characteristic,
optimize the disk layout and prefetch