虚拟化存储系统

1、华中科技大学 集群与网格计算湖北省重点实验室虚拟化存储系统统华中科技大学集群与网格计算算湖北省重点点实验室信息存储系统教教育部重点实实验室2003年122月1. 课题研究究背景当今社会，信息息正以超乎人人们想象的速速度增长，这这对信息存储储系统的容量量和速度提出出了空前的要要求，由此引引发的各种问问题也随之而而来。人们对对信息数据日日益广泛的需需求导致存储储系统的规模模变得越来越越庞大，管理理越来越复杂杂，信息资源源的爆炸性增增长和管理能能力的相对不不足之间的矛矛盾日益尖锐锐。同时，这这种信息资源源的高速增长长也对存储系系统的可靠性性和扩展性提提出了挑战，信信息资源的共共享也显得越越来越重要。

2、在广域网中存在在大量相互独独立的数据孤孤岛，它们之之间的数据资资源不能共享享，存储空间间不能得到有有效使用，数数据的传输性性能不足。存存储虚拟化是是指将用户看看到的存储资资源同具体的的物理存储设设备分隔开来来，为存储用用户提供统一一的虚拟存储储池。它是具具体存储设备备或存储系统统的抽象，展展示给用户一一个逻辑视图图，同时将应应用程序和用用户所需要的的数据存储操操作和具体的的存储控制分分离。存储虚虚拟化的任务务首先是在多多个物理存储储设备或存储储系统上创建建一个抽象层层，屏蔽复杂杂性，简化管管理；其次是是对存储资源源进行优化。本本课题研究了了广域网范围围和存储局域域网（SANN）内部的存存储虚拟

3、化技技术，以及支支撑这种技术术的文件系统统。据统计，在企业业网、局域网网内部采用分布式存储技技术的企业，其存储服务器、磁盘阵列甚至PC的存储空间利用率一般只达到50%，很多设备甚至还达不到，用户投资被大量浪费。由于文件服务器系统缺乏对并行I/O的支持，在大量用户访问或遭到恶意访问攻击时，系统将很快达到饱和而无法完成服务。通过存储虚拟化技术，不仅可以简化异构存储管理的复杂性，更可以高效充分地利用存储空间。通过在互连网络环境中引入分布式RAID功能，能够实现数据有效备份和容灾，提高信息的安全可靠性。通过将三级存储设备虚拟为二级存储，可以为用户提供快速海量存储。局域网的网络存存储技术基本本上可以分N

4、NAS和SAAN两大类，而而NAS和SSAN又各有有其优缺点。因因此，提供一一种技术将NNAS和SAAN统一整合合起来是一个个很有意义的的研究课题。在由高速串行SSCSI接口口构建的SAAN中，如果果没有SANN管理软件的的管理和调度度，只要存在在两台主机，就就必然存在共共享冲突的问问题，存储设设备就无法正正常工作，光光纤通道的优优点就无法体体现出来。相相反，如果SSAN管理软软件管理调度度得当，FCC所具有的优优势就能被充充分发挥出来来，在此基础础上，还可在在系统中增添添如并行存储储、负载平衡衡和数据迁移移等功能，将将使系统具有有非常高的性性能，全方位位解决在信息息高速公路中中服务器存储储系

5、统的瓶颈颈问题。SAN的管理问问题，已成为为当前学术界界和产业界最最为重要的一一个热点。但但是，目前处处于领先地位位的Veriitas、IBM和HP等国外著著名公司的SSAN管理软软件产品，多多采用静态/动态配置的的分布式管理理策略，即把把存储网络中中的存储设备备集合成为磁磁盘池(diisk poool)并划划分为卷(VVolumee)空间后把把各卷配置给给SAN中的各各台主机，卷卷只能被其拥拥有主机进行行读写操作，不不同主机之间间不能直接共共享同一卷中中的数据，而而只能通过传传统文件服务务器的C-SS模式共享卷卷中的数据。采采用配置文件件进行分布式式管理的SAAN系统实现现了存储设备备和存储

6、空间间的共享，但但还不具备文文件共享和元元数据共享的的能力。随着客户对数据据的依赖性迅迅猛增长，数数据存储的可可靠性和可用用性正日益成成为企业信息息化进程中的的一个关键环环节。而文件件系统作为连连接底层物理理磁盘与上层层应用层之间间的纽带，在在信息存储中中起着至关重重要的作用，如如何为文件系系统提供故障障恢复功能以以及如何提高高文件系统的的可用性成了了目前亟待解解决的关键问问题。在863项目“存储虚拟化化及其文件系系统研究”的资助下，我我们对存储虚虚拟化及其相相关技术进行行了深入研究究。经过两年年的探索、研研究和开发，本本项目组成功功研制了虚拟拟化存储系统统。2. 系统总体体结构虚拟化存储系统

7、统可以将分布布在互联网上上的各种存储储资源整合成成具有统一逻逻辑视图的高高性能存储系系统，因此又又成为GDSSS（Gloobal DDistriibutedd Storrage SSystemm）系统。整整个系统主要要包括存储服服务点SSPP(Storrage SServicce Poiint)、 全局命名服服务器GNSS(Globbal Naame Seerver)、 资源管管理器RM(Resouurce MManageer)、 认认证中心CAA(Certtificaate Auuthoriity)、 客户端、存存储代理SAA(Storrage AAgent)以及可视化化管理，如图图1所示。

8、SSP是整个系系统的入口，对对系统所有模模块的访问都都通过SSPP，它主要提提供FTP接接口、CA接接口、RM接接口和GNSS接口；系统统中SSP的的个数可以根根据需要动态态增加；SSSP接管了传传统方案中GGNS的部分分功能，减轻轻了GNS的的负载，提高高了系统的可可扩展性。GNS负责系统统的元数据管管理，主要包包括元数据操操作接口、元元数据容错系系统、元数据据搜索系统。RM包括资源调调度模块和副副本管理模块块，其主要负负责资源的申申请和调度，同同时提供透明明的副本创建建和选择策略略。副本技术术减少了文件件数据访问延延迟和带宽消消耗，有助于于改善负载平平衡和可靠性性。尤其是动动态的副本创创建

9、机制，即即自动的选择择存储点以创创建副本，并并根据用户的的特征而自动动变化创建策策略，为副本本机制提供了了更高的灵活活性。客户端目前支持持三种形式：通用FTPP客户端、文文件访问接口口和特制客户户端。用户通通过系统提供供的特制客户户端，不但能能够进行用户户组操作，具具有搜索和共共享等功能，还还可以获得更更高性能的服服务。CA包含证书管管理系统，主主要负责系统统的安全性和和数据的访问问控制，同时时它记录了用用户的注册信信息。SA屏蔽了存储储资源的多样样性，为系统统提供统一存存储访问接口口，同时提供供了文件操作作方式和扩展展的FTP操操作方式，另另外它对文件件复制管理操操作提供支持持，为高效传传输

10、提供服务务。同时SAA这一级实现现了局域存储储资源的虚拟拟化，包括统统一SAN和和NAS，分分布式的磁盘盘虚拟化、磁磁带库虚拟化化和SAN内内部共享管理理等。图1：虚拟化存存储系统整体体架构3系统功能及及关键技术GDSS系统的的功能模块划划分如图2所所示。虚拟化存储系统虚拟化存储系统客户端标准FTP客户端并行文件I/O库特定GDSS客户端命名服务器元数据服务模块元数据容错模块元数据搜索模块资源管理器资源调度模块副本管理模块信息服务器证书管理模块全局信息管理模块资源调度器副本管理模块广域网传输控制存储代理统一存储网LAN内部磁盘的虚拟化SAN内部传输控制并行文件系统支持技术存储服务点终端服务模块

11、文件管理模块用户管理模块GNS通信模块RM通信模块系统监控SSP服务器监控模块GNS服务器监控模块RM服务器监控模块系统总控模块图2：系统功能能模块图3.1多样的数数据访问接口口GDSS系统为为终端用户提提供形式多样样的访问方式式：标准FTP协议议的服务。特定的GDSPP协议的服务务。兼容MPI II/O 文件件读写接口。客户端的类Jaava 文件件I/O。GDSS图形客客户端。终端用户的服务务访问点是SSSP。SSSP采用协议议分离的层次次式结构，支支持三方数据据传输，并具具有平台无关关、语言无关关的特性。3.2元数据管管理和容错元数据管理涉及及的关键研究究内容包括：定义元数据据信息，包括括

12、存储资源、文文件、用户等等信息；元数数据服务器的的扩展；基于于用户的资源源分配方案，系系统提供基于于用户的资源源存储视图，实实现逻辑文件件名与物理文文件位置的分分离及映射功功能；元数据据信息与其他他相关应用的的兼容性；元元数据信息的的检索；元数数据服务器性性能的优化。采采用LDAPP目录服务器器（DS）来来进行元数据据的组织管理理。元数据是描述数数据的数据，一一旦丢失，影影响全局，因因此需要对其其容错功能进进行研究。元元数据的数据据量相对较小小，所以本系系统采用多副副本对元数据据进行容错。不不同的用户有有不同的权限限，可以对其其元数据要求求不同的安全全级别。对于于安全级别比比较高的元数数据，可

13、以分分配较多的副副本。3.3全局范围围内的数据共共享与访问控控制虚拟化存储系统统的一个首要要目的是消除除分布在广域域范围内的多多个信息孤岛岛，在更大范范围内更好地地实现数据共共享，从而尽尽可能地使用用户找到他想想得到的数据据。数据资源源的共享要实实现两个目标标：a.数据据在两个用户户之间的交流流共享；b.数据同时在在多个用户之之间的交流共共享。由数据据共享所引申申出来的一个个问题是数据据的访问控制制。不同的用用户对共享的的数据具有不不同的访问权权限，必须把把用户限制在在他所能操作作的数据和所所能实施的权权限上。GDSS系统的的物理存储资资源以域的形形式来划分。每每个域都是一一个自治的资资源实体

14、，可可以设定自己己的资源使用用策略和对外外服务提供策策略。GDSSS系统负责责把这些物理理资源实体组组织和管理起起来对终端用用户提供统一一的存储服务务。这里，我我们把GDSSS系统的资资源使用者称称为终端用户户。现实世界界中的实体可可以根据自己己的资源需要要和不同域所所能提供的资资源服务类型型，来选定一一个域进行注注册。然后他他就可以使用用GDSS系系统的数据资资源和存储资资源。GDSSS系统引入入一个新的概概念，存储服服务点(SSSP)。GDDSS系统提提供许多分散散的SSP，它它们独立于所所有的域，是是用户访问存存储资源的入入口。SSPP向最终用户户提供数据存存储服务，并并负责和所有有域的

15、GNSS和SA进行行控制交互。3.4全局统一一的文件名字字空间文件命名空间用用于帮助用户户如何发现一一个存在于特特定位置的数数据文件。名名字空间通常常有两种实现现方法：一是是建立一个完完全全局统一一的名字空间间，所有的用用户可以看到到系统中的所所有数据文件件；二是多名名字空间系统统，不同的用用户或不同位位置使用的名名字空间不同同，可以访问问数据资源也也有所不同。虚虚拟化存储系系统中存在大大量分散的用用户和大量分分散的数据，如如何建立一个个文件命名机机制是一个重重要问题。它它必须实现文文件定位的高高效率、位置置透明性和访访问透明性。GDSS系统的的名字空间结结合了单一名名字空间和多多名字空间的的

16、特点，建立立了一个全局局统一的文件件命名空间，对对所有的用户户提供相同的的文件命名、定定位和访问机机制。同时针针对不同的用用户的兴趣，为为他们提供不不同的数据视视图，这样，系系统针对特定定用户要维护护的元数据信信息也相应减减少从而提供供了数据定位位的效率。整个GDSS系系统的物理资资源由分散的的多个自治域域构成，但给给用户提供的的名字空间是是逻辑的，以以屏蔽数据物物理位置的分分散性，实现现数据的透明明访问。就是是说，用户对对数据文件的的各种访问操操作都是在逻逻辑名字空间间上进行的。SSSP负责逻逻辑名字空间间的构建，而而SSP与域域中的GNSS和RM来共共同完成数据据文件的完全全逻辑限定名名到

17、实际数据据物理位置的的转换。3.5数据副本本管理技术GDSS系统提提供数据副本本管理技术。主主要的研究内内容有：副本本创建的时机机；副本创建建的策略；副副本的更新时时机；副本的的替换的时机机；副本的选选择的策略；副本的传输输。GDSS系统动动态副本模型型主要由副本本目录、资源源管理器、访访问纪录器、副副本管理器、副副本传输器等等五部分构成成。其中，副副本目录提供供文件和对象象的逻辑名字字到具体物理理存储位置之之间的映射；资源管理器器负责存储资资源的调度分分配和管理，收收集域内存储储系统的物理理属性，资源源管理器同时时充当着资源源选择器的角角色；访问记记录器记录本本域或远域用用户对文件的的访问情

18、况，如如访问用户、用用户所在域、文文件访问时间间、文件大小小、访问回复复延迟；副本本管理器是整整个副本模型型的中枢，可可以对副本目目录进行条目目的添加、删删除、更新操操作，并监控控和触发副本本实际过程。3.6 数据安安全如何保证数据不不会被越权访访问是存储虚虚拟化所面临临的关键问题题之一。GDDSS采用访访问控制和安安全认证相结结合的方式保保证数据的安安全。访问控控制在前面已已经介绍过，本本节介绍系统统的安全认证证架构。GDDSS综合考考虑Kerbberos私私钥认证方式式和PKI公公钥认证方式式两者的特点点，并将其有有效结合，提提供了一种能能够适应广域域网环境下身身份认证和授授权访问要求求的

19、安全模型型，具有以下下优点：通过使用层次CCA认证架构构在广域全局局范围内发放放证书。同时时，密钥的管管理、分配、存存储都采用证证书的方式。实现了一次性签签放的机制，所所有签放票据据都有一个有有效期。使用访问控制服服务器，有效效加强本地域域内安全策略略的实施。支持双向的身份份认证。3.7数据传输输虚拟化存储系统统需要一种高高效可靠的数据传传输机制以支支持大量数据据的移动、传传输和复制，这这种传输机制制具有以下几种种功能：快速数据传输：可以采用并并行数据传输输，分块传输输和流水线技技术等多种机机制来保证；分块数据传输：由于系统的的数据是广泛泛分布的，所所以需要支持持多个数据块块的并发数据据传输；

20、部分数据传输：可以支持断断点续传；第三方数据传输输：由于应用用和数据都是是分布式的，许多应用需要用到多个资源，所以必须提供一种机制，允许一个地点的用户或应用能够启动、监视和控制其他两个地点存储系统的数据传输，为应用使用多个地点的资源提供保障；为了保证存储虚虚拟化中数据据的高效、可可靠传输，我我们在SSPP、SA、CClientt和文件访问问接口里面都都插入了传输输控制模块。3.8文件访问问接口GDSS系统向向用户提供文文件系统访问问接口，同时时系统提供对对MPI-IIO的支持。文文件接口由多多个功能模块块组成，例如如文件打开模模块、文件读读模块、文件件写模块、文文件定位模块块、文件大小小截取模

21、块、文文件flussh模块、文文件删除模块块和文件关闭闭模块。ROOMIO是MPI-IIO规范的一一个高性能、可可移植实现。ADIO（Abstract-Device Interface for Parallel I/O）是ROMIO的一个关键部分，它不是提供给编程人员的新的APIs，而是实现其他APIs的一种策略。ADIO在不同的文件系统上实现，提供一组最基本的并行I/O访问的函数。ROMIO对GDSS系统的操作是先将操作转化为ADIO层对文件的操作，之后转化为GDSS系统对其文件的操作。3.9全局可视视化管理GDSS通过分分布的、全局局统一的Weeb服务器来来提供全局一一致的服务管管理。管理

22、员员可以通过支支持Javaa plugg-in 的的浏览器方便便的从远程对对整个系统进进行监控管理理。监控管理理主要分为四四个模块：全局信息和证书书的管理：负负责注册、管管理全局的域域信息和SSSP信息，以以及证书的管管理；SSP管理：负负责对SSPP服务器的资资源状态信息息进行启动管管理、链接管管理、监控；GNS管理：负负责对GNSS服务器的资资源状态信息息进行启动管管理、链接管管理、监控；RM管理：负责责对RM和AAgent的的资源状态信信息进行监控控，对RM服服务器进行启启动管理、配配置管理、策策略配置以及及副本数据的的维护。所有的管理模块块通过Htttp服务的方方式进行链接接，统一在全

23、全局信息服务务器上。3.10虚拟化化分布式磁盘盘阵列分布式磁盘阵列列可以将各个个网络结点的的空余存储空空间按照一定定的磁盘阵列列级别进行组组织，使得在在客户端将分分布式磁盘阵阵列虚拟成本本地逻辑磁盘盘驱动器，利利用本地已有有的文件系统统管理虚拟磁磁盘上的数据据，这样客户户端可以不需需通过服务器器，就可在本本地驱动程序序栈中生成对对虚拟磁盘访访问的逻辑块块命令。同时时，服务器的的职能转换成成为一种功能能单一的网络络控制台，负负责将分布的的磁盘阵列空空间统一为一一个大的存储储池，提供给给客户端的用用户使用。3.11虚拟化化磁带库在传统存储梯次次结构中，磁磁带库通常作作为归档、备备份等第三级级存储设

24、备使使用，在这里里它被虚拟化化为块设备作作为二级存储储设备使用。无论是磁盘驱动器还是磁带库，最终向上层呈现的都是可管理的存储区间。虽然系统为不同类别的外部存储设备提供不同的中间层驱动程序，但这些驱动程序功能是相似的，都把文件系统的I/O命令化为可以被底层驱动理解并执行的标准I/O命令。因此在中间层对它们进行虚拟化管理是可行的，这是磁带库缓冲调度系统得以实现的基础。磁带库缓存调度度系统向用户户提供一个容容量与磁带库库存储空间相相同的、可以以进行随机II/O访问的的虚拟设备，用用户可以像使使用常规物理理硬盘一样使使用它。缓冲冲存储调度的的实现中利用用了虚拟化概概念。当收到到上层驱动派派生的I/OO

25、命令后，驱驱动程序首先先访问缓存空空间，若数据据命中则直接接完成I/OO处理，若数数据不命中则则需要访问磁磁带库，经过过磁带库调度度完成I/OO。3.12文件系系统容错机制制文件系统作为连连接底层物理理磁盘与上层层应用层之间间的纽带，在在信息存储中中起着至关重重要的作用，如如何为文件系系统提供故障障恢复功能以以及如何提高高文件系统的的可用性成了了目前亟待解解决的关键问问题。我们对对文件系统中中存在的同步步写、异步写写问题，数据据结构中复杂杂的指针从属属关系引起的的数据不一致致性问题，异异常掉电、系系统突然崩溃溃、磁盘物理理故障等导致致磁盘文件系系统故障的问问题作了研究究。针对这些些问题，我们们

26、提供文件系系统高可用性性的解决方案案，提出了文文件系统镜像像分布策略，研研制开发了针针对文件系统统的文件快照照技术（Snnapshoot）。快照技术是一种种保留某一时时刻文件系统统映像的技术术，它用最短短的时间和最最低的消耗实实现文件系统统的只读备份份，其目的是是在应用层有有效地保护数数据不被破坏坏。文件系统统快照就是对对文件系统的的元数据的复复制和监控。我我们通过记录录整个文件系系统的元数据据在某一时刻刻的状态，建建立文件系统统在这一时刻刻的快照。我我们使用写时时拷贝（Wrrite-oon-Coppy）技术保保证快照文件件的一致性。在在建立了文件件系统快照后后，所有应用用I/O对相相应的文件

27、系系统所使用的的磁盘块写入入时，都需要要将待修改的的原始磁盘块块复制到快照照文件的数据据区，并将快快照文件中相相应的磁盘块块指针指向新新复制的磁盘盘块。这样，通通过快照文件件就可以获取取文件系统在在某一时刻的的完整静态备备份。3.13 SAAN系统的共共享冲突与管管理在SAN中，存存储设备与主主机之间不再再有从属关系系，任意主机机都可向存储储设备发送SSCSI命令令，而存储设设备所具有的的功能仅只是是忠实地执行行所接收到的的SCSI命令令，存储设备备并不知道命命令的内容和和数据的逻辑辑意义。这样样，多台主机机共享存储设设备时就必然然存在着共享享冲突问题。为为了解决这一一问题，必须须对SAN进行

28、有有效的管理。在在SAN中共共享冲突主要要表现在如下下几个方面：缓存数据一一致性；节点间的数数据一致性；元数据一致致性。解决SAN中共共享冲突问题题的方法主要要有两种：集集中控制和分分布式管理。集集中控制的管管理系统结构构简单，容易易实现，适宜宜于小规模或或中等规模系系统。其缺点点是系统的管管理开销极大大地决定于管管理策略，而而管理策略制制订较为困难难，存储管理理服务器容易易成为瓶颈。为为了解决集中中控制的性能能瓶颈问题，本本系统使用光光纤通道（FFC）技术实实现了一个具具备三方传送送功能的SAAN系统。在在这个系统中中，客户机从从存储管理服服务器获得授授权和控制信信息之后，数数据的传送直直接

29、在网络设设备和客户机机之间进行，无无需存储管理理服务器的“存储-转发发”，从而解决决共享冲突的的同时，也提提高了传输的的效率，实现现了文件元数数据的共享。为为了提高管理理效率，避免免存储管理服服务器成为系系统瓶颈，采采用数据流与与命令流分离离的方法。3.14统一存存储网网络存储技术基基本上可以分分NAS和SSAN两大类类，而NASS和SAN又又各有其优缺缺点。结合目目前IP存储储的最新发展展成果，我们们提出基于TTCP/IPP的统一存储储网体系结构构USN（UUnifieed Stoorage Netwoork）。其其原理是：采采用TCP/IP作为存存储网络的构构建技术，利利用IP互联联设备来

30、构建建存储区域网网，其中存储储设备包括iiSCSI设设备（为块设设备）和NAAS设备（为为文件设备）。从体系结构的角角度来说，UUSN具备了了传统SANN高性能、易易扩展等特点点；同时，通通过高速附网网通道将存储储子系统直接接联入LANN，从而形成成了一个广义义的NAS。为为将整个存储储网络中存储储设备整合成成单一的存储储池，在USSN中有一个个专门的元数数据服务器MMetadaata Seerver(MS)，用用于对USNN中的存储设设备进行集中中管理。在UUSN中，有有两类数据通通道：服务器器通道和附网网直连通道（NNetworrk Atttachedd Channnel）。数数据从存储设

31、设备读出之后后，对于需要要由应用服务务器处理的数数据，通过服服务器通道由由服务器处理理之后转发；对于不需要要应用服务器器进一步处理理的数据，则则由NAC直直接返回客户户，从而真正正实现客户与与存储设备之之间的数据传传送。4. 技术特色色广域的虚拟化分分布式存储架架构GDSS系统将将分布在广域域范围内的数数据资源统一一管理，屏蔽蔽了底层数据据资源的异构构性、分散性性，采用多个个分布的存储储服务点为用用户提供了一一个透明的全全局数据视图图。（2）多样的数数据访问接口口GDSS系统为为终端用户提提供形式多样样的访问方式式：1.标准准FTP协议议的服务。22.特定的GGDSP协议议的服务。33.兼容M

32、PPI I/OO 文件读写写接口。4.客户端的类类Java 文件I/OO。5.GDDSS图形客客户端。（3）全局统一一的文件名字字空间GDSS系统的的名字空间结结合了单一名名字空间和多多名字空间的的特点，建立立了一个全局局统一的文件件命名空间，对对所有的用户户提供相同的的文件命名、定定位、和访问问机制。同时时针对不同的的用户的兴趣趣，为他们提提供不同的数数据视图。（4） 面向用用户特性的数数据共享GDSS系统根根据用户使用用数据资源的的特性将用户户分为各人用用户和组用户户，并且相应应的提供两种种数据共享方方式：简单数数据共享和 带目录一级级ACL访问问控制的数据据共享。（5）动态的副副本管理机

33、制制在GDSS系统统中，通过创创建同一数据据的多个副本本可以有效减减少访问延迟迟和带宽消耗耗，同时数据据副本技术有有助于改善系系统负载均衡衡和可靠性。尤尤其是动态副副本机制，即即自动选择存存储点进行副副本创建、删删除和管理，并并根据用户的的特征而自动动变化副本策策略，给用户户提供了更高高的灵活性。（6）高性能数数据分片传输输技术存储虚拟化涉及及大量数据的的移动、传输输和复制，我我们初步建立立了一个在广广域网上的高高效数据传输输机制，具体体包括：1. 分片传输输；2. 部部分数据传输输；3.分布布式合作传输输；4. 断断点续传；55. Soccket复用用。（7）全局可视视化统一管理理 GDSS

34、通过分分布的、全局局统一的Weeb服务器来来提供全局一一致的服务管管理。管理员员可以通过支支持Javaa plugg-in 的的浏览器方便便从远程对整整个系统进行行监控管理。监监控管理主要要分为四个模模块：全局信信息和证书的的管理；SSSP管理；GGNS管理；RM管理。所所有的管理模模块通过Htttp服务的的方式进行链链接，统一在在全局信息服服务器上。（8）灵活的安安全认证机制制GDSS系统采采用PKI/CA的身份份认证和Keerberoos的访问控控制相结合的的底层安全架架构。PKII/CA的CCA中心采用用网状和层次次相结合的布布局方式，极极大提高了安安全架构的灵灵活性和动态态可扩展性。（

35、9）基于低层层驱动的并行行I/O能力力和热点数据据自动迁移针对高带宽任务务情况下的传传输瓶颈，采采用了一种分分布存储-并并行传输的策策略，将分配配到单服务器器的传输任务务分配到多个个结点执行。结结合网络中热热点数据服务务损失问题，实实施数据自迁迁移，根据用用户请求量的的变化，调整整迁移策略改改善对特定数数据的服务能能力。支持对对Snapsshot的中中断、删除等等操作。（10）基于系系统内核的多多层次存储虚虚拟基于操作系统的的存储设备驱驱动栈，在不不同驱动层次次实现虚拟化化存储：在原原有多种中间间层驱动程序序基础上提出出公用中间层层驱动概念，将将各种存储资资源集中管理理，构建虚拟拟化存储池；在

36、适配器驱驱动层实现虚虚拟化存储并并通过多通道道并行调度提提高系统I/O性能。（11）流水II/O技术流水I/O技术术将一个I/O任务中涉涉及到的网络络I/O、磁磁盘I/O和和数据搬动、协协议变换等处处理功能划分分为多个操作作环节，通过过实时调度软软件使多个II/O任务通通过流水方式式并行处理。对对于系统底层层存储I/OO部分也采用用了同一技术术思想，利用用外部I/OO协议所提供供的排队等功功能在预取操操作中采用了了简单有效的的两段流水操操作方式，即即一次发送多多条I/O命命令，通过底底层的并行II/O调度，在在前一条命令令通过外部 I/O总线线向主机传送送数据时，后后一条命令正正在从底层存存储

37、设备上存存取数据，提提高了主从通通道和设备通通道的利用率率。对于能够够较准确预测测下一次I/O地址的应应用，如视频频应用，可以以在存储系统统采用这种流流水预取数据据方法有效提提高性能。（12）文件系系统快照文件系统快照对对文件系统的的元数据的复复制和监控，通通过记录整个个文件系统的的元数据在某某一时刻的状状态，建立文文件系统在这这一时刻的完完整静态备份份。支持基于于块设备的快快照处理方法法，以磁盘分分区为单位，进进行一对一的的快照操作。支支持多级快照照。（13）SANN和NAS的的统一USN通过IPP互联设备将将应用服务器器、存储设备备等互连成为为一个基于IIP的SANN。从体系结结构的角度来

38、来说，具备了了传统SANN高性能、易易扩展等特点点。同时通过过高速的附网网直连通道直直接联入LAAN回路，从从而形成了一一个广义的附附网存储（NNAS）。和和国际上现有有NAS/SSAN融合方方案相比，UUSN具有如如下特点：11、支持两类类设备的接入入，可以同时时对块设备和和文件设备进进行统一管理理，并形成为为单一的命名名空间；2、存存储网络中文文件设备的引引入，使得UUSN可以同同时提供两种种服务：块II/O和文件件I/O服务务；3、附网网直连通道的的引入，使得得不需要由应应用服务器作作进一步处理理的数据可经经NAC直接接返回，避免免了应用服务务器的存储转转发，从而真真正实现客户户与存储设

39、备备之间的数据据传送。5. 主要技术术指标存储虚拟化的功功能是将各种种存储资源集集中起来，为为用户提供统统一的视图和和方便的访问问入口，其主主要技术经济济指标如下：实现了广域网的的各种存储设设备、文件系系统、操作系系统、平台架架构（IA332和IA664）的虚拟拟化；实现了可视化的的共享、实时时管理、三方方传输等具有有特色的功能能；存储空间：根据据系统的设计计和实现原理理，系统具有有良好扩展性性，系统的存存储空间等于于各个存储资资源的总和，所所以理论上系系统的存储空空间可以无限限大，目前至至少提供3000GB的存存储空间；系统带宽：根据据系统的设计计和实现原理理，用户、存存储资源和访访问点是分布布的，那么系系统的整体带带宽基本等于于各个存储资资源的带宽和和；对批量小文件的的传输，传输输效率比没有有优化的情况况下提高了2220倍；文件系统能够提提供与POSSIX标准相相类似的文件件系统接口，支支持基本的卷卷管理功能以以及文件和目目录的操作，文文件系统的的的相关操作应应该具有稳定定的性能。支支持多机共享享，保持统一一的数据视图图，并提供较较好的文件系系统服务性能能。峰值数传传率为1000MB