網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)

盡管網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器由可變的存儲(chǔ)器組成，但由于它分布在許多獨(dú)立的工作站上，所以能提供較好的數(shù)據(jù)可靠性，如果一臺(tái)工作站崩潰了，存在其他工作站內(nèi)存中的數(shù)據(jù)依然完整，通過某種形式的冗余，如數(shù)據(jù)復(fù)制，可以重構(gòu)崩潰工作站內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。

4 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器的性能分析
網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器有杰出的性價(jià)比。表l是一個(gè)有100臺(tái)工作站、20微秒延遲和15兆字節(jié)/秒帶寬的工作站網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)器各層次性能表。假設(shè)集群中至少有50％的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器是空閑的，可看出網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器比硬盤性能好得多，比本地內(nèi)存甚至硬盤容量大得多，而實(shí)際上幾乎沒有什么成本。這種性價(jià)比使得網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器成為一個(gè)非常好地解決計(jì)算機(jī)系統(tǒng)I／O性能瓶頸的可行方案。

5 網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)方法
根據(jù)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器的不同應(yīng)用形式，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)方法可以分為以下三種：
1)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器調(diào)頁(yè)：由于網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器性能介于硬盤與本地內(nèi)存之間，因此在存儲(chǔ)器層次關(guān)系中，可以看作是硬盤和本地內(nèi)存之間的一個(gè)中間層。這個(gè)附加的存儲(chǔ)層將給應(yīng)用程序帶來(lái)好處，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器的頁(yè)交換速度比硬盤快，所以總的訪問內(nèi)存時(shí)間就會(huì)小很多。
2)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器文件系統(tǒng)
a)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器作為文件緩存：在集群工作站中，網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)在多個(gè)工作站上運(yùn)行，當(dāng)許多工作站通過文件系統(tǒng)如VFS訪問相同文件時(shí)，文件就會(huì)被高速緩沖到多個(gè)客戶機(jī)上，形成多個(gè)緩沖副本，浪費(fèi)了緩存空間。為了提高文件緩存的調(diào)度，在各個(gè)工作站已有一個(gè)本地文件緩存的情況下，創(chuàng)建一個(gè)全局網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)文件系統(tǒng)緩存相當(dāng)重要。這種本地緩存統(tǒng)一成為一個(gè)全局緩存，增強(qiáng)文件緩存性能的技術(shù)叫做協(xié)作緩存。采用協(xié)作緩存技術(shù)，緩存所有本地協(xié)調(diào)交換信息，從而可以消除緩存文件副本，在必要時(shí)也可以共享內(nèi)容。
b)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器作為存儲(chǔ)設(shè)備：另一種解決磁盤I／0性能問題的方法是使用可靠的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器來(lái)直接存儲(chǔ)臨時(shí)文件。采用這種方法的設(shè)備，稱為網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)磁盤Network RamDisk(NRD)。NRD是塊設(shè)備，它通過虛擬磁盤接口統(tǒng)一了N0W中所有空閑的主存，它像一個(gè)傳統(tǒng)磁盤，允許在上面創(chuàng)建文件和文件系統(tǒng)，由于它是在主存RAM中實(shí)現(xiàn)的，因而提供了比大多數(shù)傳統(tǒng)磁盤低的延遲和高的帶寬。
3)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)庫(kù)：網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器可以作為一個(gè)大的(分布式的)數(shù)據(jù)庫(kù)高速緩存和作為一個(gè)快速的非易變數(shù)據(jù)緩存來(lái)存放數(shù)據(jù)庫(kù)敏感數(shù)據(jù)。事務(wù)處理雖然在原子性和可恢復(fù)性方面已得到好的評(píng)價(jià)，但由于大多數(shù)基于事務(wù)處理的系統(tǒng)要存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)，因此性能受到限制。使用網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器能將基于事務(wù)的系統(tǒng)性能與磁盤性能分開，從而增強(qiáng)系統(tǒng)性能。對(duì)事務(wù)處理系統(tǒng)的開發(fā)原型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試顯示：網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器的應(yīng)用可以提高兩個(gè)數(shù)量級(jí)的性能。

6 結(jié)束語(yǔ)
網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)方法的基本思想就是盡量使用網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器來(lái)代替磁盤訪問，用以提高系統(tǒng)I／O性能。這些設(shè)計(jì)方法可在一般硬件上用軟件來(lái)開發(fā)。除此之外，有許多硬件組件，如SCI、Telegxaphs和SHRIMP，提供了特別的原始操作，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器系統(tǒng)的性能。網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器技術(shù)使用網(wǎng)絡(luò)空閑內(nèi)存作為存儲(chǔ)介質(zhì)，改變了傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)I／O訪問的層次結(jié)構(gòu)，提供了遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于磁盤的訪問速度，具有良好的應(yīng)用前景。