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東莞監(jiān)控安裝闡述云存儲系統難點技術解析

        云存儲在系統架構和設計上，充分考慮大規(guī)模集群環(huán)境下軟硬件發(fā)生故障的現實，采用先進的管理思想和軟件系統，實現對大量普通存儲服務器存儲空間資源進行虛擬化整合，實現軟硬件故障高度容錯，搭建高度穩(wěn)定可靠的存儲集群。系統整體為應用提供統一命名空間，使得系統具備極好的數據共享能力。系統將負載均衡到集群內的各節(jié)點上，充分利用集群各節(jié)點性能，以獲得很好的性能聚合能力以及保證了系統的穩(wěn)定。集群采用高度靈活自組網技術，提供簡易部署和維護功能，系統在數據可靠方面，采用智能冗余重建技術，保證較高磁盤利用率的前提下，提供最佳冗余策略。另外，系統在節(jié)點軟硬件故障容錯方面，也進行充分考慮，具備屏蔽所有可屏蔽錯誤能力。

         快速文件索引技術

         云存儲系統可以支持上億級的文件，同時還需要支持上千個用戶同時訪問。這么大規(guī)模的元數據和并發(fā)訪問量，采用傳統的內存加盟磁盤多級存儲，以及多級索引方式，尋址的開銷將非常大，直接影響到系統的可用性。為了提高系統的響應速度，云存儲一般采用粗粒度的管理方式，以64M作為典型的塊大小進行索引，大幅減少元數據的數量，即使如此，系統的元數據規(guī)模還是會達到GB級別?；谶@種情況，系統采用全內存態(tài)的元數據訪問模式，可以將文件尋址時間降到毫秒級別。

        負載自動均衡技術

        采用中心服務器模式來管理整個云存儲文件系統，所有元數據均保存在元數據服務器上、文件則被按塊劃分存儲在不同的數據節(jié)點上。元數據維護了統一的命名空間，同時掌握整個系統內數據節(jié)點的使用情況，當客戶端向元數據服務器發(fā)送數據讀寫的請求時，元數據服務器根據數據節(jié)點的磁盤使用情況、網絡負擔等情況，選擇負擔最輕的節(jié)點服務器對外提供服務，自動調解集群的負載狀態(tài)。數據節(jié)點內同時有提供磁盤級的負載均衡，根據磁盤的10負載，空間容量情況，自動選擇負載最輕的磁盤存儲新的數據文件。另外對故障的數據節(jié)點上的數據快速恢復，只需將數據節(jié)點上的硬盤撥出，插入到其他數據節(jié)點，這樣即減少集群對數據恢復的壓力，又不對客戶端讀寫產生影響。

         高速并發(fā)訪問技術

        客戶端在訪問云存儲時，首先訪問元數據服務器，獲取將要與之進行交互的數據節(jié)點信息，然后直接訪問這些數據節(jié)點完成數據存取?？蛻舳伺c元數據服務器之間只有控制流，而無數據流，這樣就極大地降低了元數據服務器的負載，使之不成為系統性能的一個瓶頸?？蛻舳伺c數據節(jié)點之間直接傳輸數據流，同時由于文件被分成多個節(jié)點之間直接傳輸數據流，同時由于文件被分成多個節(jié)點進行分布式存儲，客戶端可以同時訪問多個節(jié)點服務器，從而使得整個系統的I/O高度并行，系統整體性能得到提高。通常情況下，系統的整個吞吐率與節(jié)點服務器的數據呈正比。

         高可靠性保證技術

         對于元數據，通過操作日志來提供容錯功能。主要服務器本地SSD盤組建高可靠RAIDI，提供高可靠容錯能力。當元數據服務器發(fā)生故障時，在磁盤數據保存完好的情況下，可以迅速恢復以上元數據。且操作日志在主備元數據服務器之間實時同步，實現更高程度的可靠性。對于節(jié)點服務器，采用Erasure Code冗余方式實現容錯，數據冗余分布存儲在不同的數據節(jié)點上。任一數據節(jié)點的損壞，不會導致任何數據丟失，不會影響任何的數據訪問和寫入過程。之后，通過靈活數據恢復機制，進行數據重建過程。集群規(guī)模越大，恢復速度越快。

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