基于P2P的網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,Internet上匯集了成千上萬的各類資源：文件資源、計(jì)算資源、存儲資源等等。P2P技術(shù)是一種能夠充分整合與利用這些資源的利器?？疾飚?dāng)前P2P技術(shù)的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀,我們發(fā)現(xiàn)以P2P的方式組織和管理互聯(lián)網(wǎng)上海量存儲資源的應(yīng)用系統(tǒng),仍處于實(shí)驗(yàn)研究階段。 現(xiàn)有的P2P存儲系統(tǒng)大多基于這樣的思路：即先提出一種P2P路由算法,然后在此算法的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)一個存儲系統(tǒng),借以驗(yàn)證路由算法的相關(guān)參數(shù)、運(yùn)行性能等相

2、關(guān)方面的問題。經(jīng)過分析比較,可以發(fā)現(xiàn)這些系統(tǒng)缺乏一個基本的功能,即缺乏一種明確的存儲資源管理機(jī)制,因而造成了存儲系統(tǒng)在處理數(shù)據(jù)過程中,或者帶有較大的盲目性,或者帶有較大的被動性,從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)資源和計(jì)算資源的浪費(fèi)或者使得應(yīng)用系統(tǒng)不夠靈活。 針對上述不足,本文著重研究基于P2P的網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)： 首先,我們認(rèn)為在P2P存儲系統(tǒng)中存儲資源具有兩個不可缺少的屬性：容量和位置。本文的存儲資源管理算法緊緊圍繞這兩個屬性而展開。其中,容

3、量是指共享的存儲資源的容量,又可進(jìn)一步細(xì)分為標(biāo)稱容量(共享的總?cè)萘?和可用容量；位置是指共享存儲資源的位置,又可進(jìn)一步細(xì)分為共享存儲資源所屬的節(jié)點(diǎn)(用節(jié)點(diǎn)標(biāo)識符Node-ID代表)及其在所屬節(jié)點(diǎn)上的目錄(用共享標(biāo)識符SS-ID代表)。 在此基礎(chǔ)上,本文提出一種P2P環(huán)境下管理共享存儲資源的基本思路,也即只集中管理最有用的共享存儲資源的信息,具體來說,就是共享存儲資源的可用容量,共享存儲資源所屬節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識符,共享存儲資源位于所屬節(jié)

4、點(diǎn)上的目錄的標(biāo)識符,而其它的信息則依據(jù)P2P的方式進(jìn)行分散管理。 根據(jù)上述基本思路,本文提出了一種在P2P環(huán)境下比較完整的存儲資源管理算法：基于DHT的存儲資源管理算法。圍繞這個算法,本文定義了一種消息格式以及一系列的消息類型和對應(yīng)的消息內(nèi)容,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),然后定義了P2P環(huán)境下共享存儲資源的狀態(tài),進(jìn)而給出了在消息作用下的存儲資源狀態(tài)變遷圖,從而引出了本文的存儲資源管理算法,包括：存儲資源共享子算法、已共享存儲資源更新子

5、算法、存儲資源中請子算法、已共享存儲資源回收子算法和存儲資源垃圾清理子算法。 之后,本文以存儲資源管理算法為核心,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個基于P2P的網(wǎng)絡(luò)存儲原型系統(tǒng),包括在對等節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行的Client端,基于I/O完成端口的SRIS端,二者又分別包含基本的網(wǎng)絡(luò)通信模塊、消息組裝模塊、消息分類處理模塊以及在基本網(wǎng)絡(luò)通信模塊基礎(chǔ)上的點(diǎn)對點(diǎn)通信模塊；為了驗(yàn)證存儲資源管理算法的有效性和可行性,本文實(shí)現(xiàn)了一個基本的數(shù)據(jù)管理模塊,提供了最基本的數(shù)

6、據(jù)存儲和數(shù)據(jù)訪問功能,并模擬了三個場景,結(jié)合給出的時序圖說明系統(tǒng)中類與類之間在消息的驅(qū)動下所產(chǎn)生的動態(tài)協(xié)作關(guān)系；另外,我們還搭建了一個測試環(huán)境,對原型系統(tǒng)進(jìn)行了功能測試,截取了若干系統(tǒng)運(yùn)行時的界面,并做了必要的說明。論文給出了整個原型系統(tǒng)完整的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案。 最后,論文總結(jié)已有的工作,指出其中存在的不足,并對未來進(jìn)一步的工作提出相關(guān)的展望。可以預(yù)見：隨著存儲技術(shù)的提高、高速網(wǎng)絡(luò)的普及和存儲壓力的日益增大,P2P存儲系統(tǒng)將成為一