基于iSCSI的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)及性能評(píng)價(jià)模型的研究.pdf

1、摘要摘要隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，用戶對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求由原來(lái)的以主機(jī)為中心、以存儲(chǔ)設(shè)備為中心，逐漸過(guò)渡到以網(wǎng)絡(luò)為中心，目前的存儲(chǔ)系統(tǒng)在性能、可用性、傳輸距離等各個(gè)方面很難滿足應(yīng)用需求。因此，迫切要求建立高性能、高可靠和高可用的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)。論文通過(guò)定量分析方法與實(shí)驗(yàn)測(cè)試相結(jié)合，研究了基于isCsl的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)及其性能影響因素、性能評(píng)價(jià)模型、可靠性與可用性等相關(guān)技術(shù)問(wèn)題。主要貢獻(xiàn)有以下幾個(gè)方面:1、提出了兩種閉合排隊(duì)

2、網(wǎng)絡(luò)模型CQNMI和CQN、住。在分別考慮了RAIDS大寫(xiě)和小寫(xiě)請(qǐng)求兩種不同情況下，建立了校驗(yàn)式IP一5認(rèn)叭卜閉合排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)模型cQNMI。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明:采用M丫A分析法的數(shù)值解和側(cè)試結(jié)果一致，可以反映實(shí)際系統(tǒng)的性能特征。基于RA山5結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)建立了排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)模型cQNMZ，利用BJB法分析了系統(tǒng)陽(yáng)響應(yīng)時(shí)間的性能邊界。實(shí)驗(yàn)表明:理論性能邊界反映了實(shí)際系統(tǒng)性能的變化趨勢(shì)和性能邊界。當(dāng)并發(fā)任務(wù)數(shù)較低時(shí)，存儲(chǔ)中心服務(wù)器cPU處理能力和

3、緩沖區(qū)命中率是影響1產(chǎn)0響應(yīng)時(shí)間的關(guān)鍵因素:而當(dāng)并發(fā)任務(wù)數(shù)較高時(shí)，網(wǎng)絡(luò)帶寬和存儲(chǔ)中心服務(wù)器的緩沖區(qū)命中率則成為影響FO響應(yīng)時(shí)間的關(guān)鍵因素。2、提出了一種APBA方法，可以快速計(jì)算有限容量閉合排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)在不同負(fù)載下的性能邊界。數(shù)值結(jié)果分析表明:由APBA方法獲得的性能邊界值，準(zhǔn)確地反映了所求解的有限容量閉合排隊(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能邊界，具有較低的計(jì)算復(fù)雜度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用APBA法分析網(wǎng)絡(luò)RAID存儲(chǔ)系統(tǒng)，可以有效地反映實(shí)際系統(tǒng)在輕載區(qū)、重載區(qū)和

4、過(guò)載區(qū)的性能變化以及系統(tǒng)的最大負(fù)載量。3、提出了伊一5認(rèn)叭N系統(tǒng)的隨機(jī)P面網(wǎng)模型和一種新的基于變遷的串并聯(lián)等價(jià)變換計(jì)算系統(tǒng)盯0響應(yīng)時(shí)間的SPNA方法?；趕PNA方法的性能分析和預(yù)測(cè)結(jié)果表明:在低速網(wǎng)環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率是系統(tǒng)性能的主要瓶頸，提高網(wǎng)絡(luò)帶寬可以有效地改進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)性能在高速網(wǎng)環(huán)境下，提高中心節(jié)點(diǎn)的讀緩存命中率和CPU處理效率，可以降低系統(tǒng)的FO響應(yīng)時(shí)間。4、提出了網(wǎng)絡(luò)iscsLRAID分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)，并利用isCsl軟件實(shí)現(xiàn)

5、方式，AbstraCtWiththeraP記devel0PmentofinformationteCImolOgyandco功puternetworks，thereq，lremen謐sfordatastageare山angingfromhost一“ntricorstorage‘ccntricsystelntonelwor卜“以萬(wàn)csysteln.Cu汀entsloragesyst印nsarehardtomettheneedsofaPPli

6、cationsinperfon刀助ce，av耐ability，transnusiondistajl呢ctc.Therefe山盯eisaCrucialncedforalarge.5司ene幻胃。比曰stagesysteln初thhighpe川七n加a。嘰reliabilityandavailabili俘T】1edissertat1onfocusesontheiSCSIbas比networke七storagesystemanditsrela

7、tedkeyissues，such韶pedbrmancel油cl〔lrs，performanceeva】uationmodels，reliabilityandaval曲n雌byquanlitat加canal州calme比odsandexpenmentaltesting，Them也con創(chuàng)bl攻ionslie議thefollowingasPects.Fi城twoclosedqueuelngll.拓Iorks，CQNMlandCQNMZ，a

8、reProposed.TheCQNMliscreatedforIPStorage城deAreaNetw‘，比(IP一5認(rèn)認(rèn)N)初thp如tyconsidetinglaTgewriteaJ記smal明石le過(guò)RAIDS叩erationsrespectively，厄ou沙c卻e口rnenlaltesting，MVA御ean、乞】ueAnalysis)numeric目50】utionsarefoundtobeinagreenlel1twith

9、thetest1ngresults汕drefieCtlhech肛acteristicsofactualsystenlperformance.TheCQNMZis邵住山lsh目fornelworkedstoragesystelnbascdonRAIDS.Tlle衛(wèi)eSPonsetimeboundisanaly即dbyBJB(Balanc目IJobB0undS)ExP幣menlalresultssho認(rèn)lthalthetheoreti。目b

10、oul記sareconsistentwiththeperfbrmanceboundsofUle朗tUalsystelnandreneCtthedyn曰mlctre幻dofitsactualperfmanc.Furt五即力。re，itisconcludedthattheCPUPr0ces1ngpowerandcachehitrateofthecelltralscrver魷山ekeyfaclorsonafec血gthellesponseti

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