基于集群文件系统的存储性能加速方法的设计与实现

来源 :西安电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fang200710081202fang
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近年来,随着云计算产业的快速发展,云平台产品逐渐成为各企事业单位的重要生产要素,承担着各类业务。存储系统是云平台产品的重要组成部分,肩负着企业数据的存储与管理工作。随着虚拟机的广泛使用,云平台上的虚拟机的数量和体积都随着企业业务的开展而不断变多、变大。存储系统的性能直接影响着企业业务的顺利开展。因此,提高存储系统的性能将能够极大地提高企业的生产效率。本文针对杭州华三通信技术有限公司的CAS云管理平台的存储系统的性能加速问题,结合公司的技术特点和现状,分析了公司云平台现在的存储系统的业务流程和存在的存储操作的性能问题,研究了利用VAAI接口来实现加速存储性能的方法。接下来论文阐述并分析了 VAAI硬件加速原理、OCFS2集群文件系统和sg工具集技术。VAAI接口是能够简化存储硬件和虚拟机监控管理程序的通信并提高效率而研发的一组应用程序编程接口。原理分析表明,通过VAAI,存储阵列厂商可以直接将其存储硬件及应用程序和虚拟机进行集成。VAAI使得某些存储层的工作可以在存储阵列上离线进行,这样,相较在主机端完成要更为高效,从而从硬件层面上提升了存储性能。对OCFS2集群文件系统和sg工具集技术的阐述和分析表明,结合OCFS2集群文件系统在磁盘上的数据分布特征,并采用sg工具集来实现VAAI接口所定义的功能在技术上是可行的。然后,进行了需求分析,将存储性能加速功能子系统划分为前后台接口、获取OCFS2文件系统在磁盘上的部署信息和全拷贝文件三个子模块。而后,根据业务技术特点,设计每个子模块的具体开发功能。根据业务需要实现的功能,确定采用XML技术来开发存储系统和前台之间的接口,采用VAAI XCOPY技术并结合OCFS2文件系统盘上数据分布特征来实现存储系统性能加速功能。接着,对该性能加速模块进行了详细设计,设计出了模块的总体功能模块图。而后,对每个子功能模块的具体的实现过程使用Python程序设计语言进行了编码。最后,对存储系统性能加速模块进行了功能对比测试,并对测试后的结果进行了分析。测试结果表明,采用VAAI XCOPY之后,系统的存储性能得到了比较明显的提高,并且减少了对主机端服务器处理器和内存资源以及存储网络带宽的占用,达到了预期目标。在模拟生产环境中,将存储系统性能加速模块成功集成到华三公司CAS企业版E0218及以上版本,使用后分析表明,启用加速模块后,拷贝、克隆和迁移大体积文件的速率明显提升,尤其是在业务系统压力比较大时,能很好得节省服务器主机端资源和存储网络带宽,保证了业务的顺畅进行。
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