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1、HyperScale系統(tǒng)中容器存儲子系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)作者姓名楊鶴凌學(xué)校導(dǎo)師姓名、職稱覃桂敏副教授企業(yè)導(dǎo)師姓名、職稱邱見高工申請學(xué)位類別工程碩士萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)學(xué)校代碼10701學(xué)號1410122578分類號TP311.5密級公開西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文HyperScale系統(tǒng)中容器存儲子系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)作者姓名：楊鶴凌領(lǐng)域：軟件工程學(xué)位類別：工程碩士學(xué)校導(dǎo)師姓名、職稱：覃桂敏副教授企業(yè)導(dǎo)師姓名、職稱：邱見高工學(xué)院：軟件學(xué)院提交日期：2017年4月萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)DesignandImplemen
2、tationofContainerStorageSubsysteminHyperScaleSystemAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinSoftwareEngineeringByYangHelingSupervisor:QinGuiminAssociateProfessorSupervisor:QiuJianSeniorEngineerFebruar
3、y2015萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)西安電子科技大學(xué)學(xué)位論文獨創(chuàng)性（或創(chuàng)新性）聲明秉承學(xué)校嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和優(yōu)良的科學(xué)道德，本人聲明所呈交的論文是我個人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果；也不包含為獲得西安電子科技大學(xué)或其它教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同事對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文若有不實之處，本人承擔(dān)一切法律責(zé)任。本人簽名：日期：西安電子科
4、技大學(xué)關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解西安電子科技大學(xué)有關(guān)保留和使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)屬于西安電子科技大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許查閱、借閱論文；學(xué)?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容，允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存論文。同時本人保證，結(jié)合學(xué)位論文研究成果完成的論文、發(fā)明專利等成果，署名單位為西安電子科技大學(xué)。保密的學(xué)位論文在年解密后適用本授權(quán)書。本人簽名：導(dǎo)師簽名：日期：日期：萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)摘要摘要隨著IT技術(shù)的不斷發(fā)展，各行業(yè)面對數(shù)據(jù)量的
5、猛烈增長，能夠同時滿足高速計算和海量存儲的數(shù)據(jù)中心在各個領(lǐng)域中的作用變得越來越重要。IBM公司便提出了自己的HyperScale系統(tǒng)，將計算資源和存儲資源進(jìn)行整合，同時在系統(tǒng)底層使用了容器技術(shù)。HyperScale系統(tǒng)中負(fù)責(zé)計算工作的部分是ASC模塊，分布式架構(gòu)的底層使用了Docker容器，容器管理方面使用了Kubernetes編排工具；HyperScale系統(tǒng)中負(fù)責(zé)存儲工作的部分為容器存儲子系統(tǒng)，在傳統(tǒng)的容器存儲解決方案中，容器通常使用的是臨時存儲，經(jīng)常會導(dǎo)致容器消失后，容器中的數(shù)據(jù)也隨之消失，基
6、于此給底層使用容器技術(shù)的大型系統(tǒng)提供擁有持久化存儲的容器就是必不可少的。同時，OpenStack中的Cinder組件從設(shè)計之初就是幫助系統(tǒng)管理塊存儲資源的，因此容器通過與Cinder組件進(jìn)行整合來實現(xiàn)持久化存儲也是符合行業(yè)需求的。本文中首先對研究人員在開發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)的問題和用戶在使用產(chǎn)品時遇到的困難進(jìn)行充分調(diào)研，發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)階段很多種面向容器的資源存儲方案都存在無法持久化存儲的現(xiàn)象，與容器綁定的存儲資源生命周期與系統(tǒng)中容器的生命周期息息相關(guān)，容器被停止甚至刪除以后，極易導(dǎo)致原來與容器綁定的存儲卷內(nèi)的數(shù)據(jù)
7、一并消失，造成無法挽回的損失。在查閱大量國內(nèi)外資料和公司文檔后,本文對HyperScale系統(tǒng)中容器存儲子系統(tǒng)在不同業(yè)務(wù)應(yīng)用場景中的情況進(jìn)行了詳細(xì)的需求分析。在需求分析的基礎(chǔ)上，本文仔細(xì)研究了IBM公司HyperScale系統(tǒng)的架構(gòu)和各部分功能，進(jìn)而分別詳細(xì)描述了系統(tǒng)中的應(yīng)用架構(gòu)和功能結(jié)構(gòu)，并基于此設(shè)計了幫助系統(tǒng)中的容器使用持久化存儲資源的容器存儲子系統(tǒng)。實現(xiàn)過程中，在目前行業(yè)內(nèi)OpenStack與容器技術(shù)兼容性不斷提高的背景下，提出了利用Cinder組件自身對塊存儲資源進(jìn)行管理的特點，使容器存儲與
8、Cinder組件進(jìn)行整合的技術(shù)。本文把容器存儲子系統(tǒng)分成了若干的功能模塊，并對其中的節(jié)點存儲創(chuàng)建模塊、節(jié)點存儲綁定模塊、通信模塊、容器存儲轉(zhuǎn)換模塊、容器存儲綁定模塊進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計與實現(xiàn)。本文在完成了容器存儲子系統(tǒng)的實現(xiàn)工作后，對系統(tǒng)的各模塊進(jìn)行了充分的功能測試，并對系統(tǒng)整體進(jìn)行了性能測試。在測試過程中，對測試出的系統(tǒng)漏洞和問題及時進(jìn)行修改。本系統(tǒng)在實現(xiàn)完成后，與IBM公司的HyperScale系統(tǒng)進(jìn)行整合，投入到實際生產(chǎn)環(huán)境中進(jìn)行使用。本系統(tǒng)能夠滿足容器持久化存儲業(yè)
