Windows客户端文件系统元数据管理研究

摘要

基于对象存储系统（OBS，Object-Based Storage System）利用存储设备的富余计算资源选用接口定义丰富的对象为接口，采用三方通讯，克服了块接口与文件接口的缺陷，能够构建高带宽、可扩展性的海量存储系统。现有的基于对象文件系统的客户端一般都是在Linux下实现，对于Windows下的应用通过架设Samba服务器来实现，不能够充分发挥对象存储的优势。开发Windows下的对象存储系统客户端能够使存储系统适应各种不同的应用。
　　 元数据管理是对象存储系统中很重要的一环，元数据的操作次数占整个系统操作次数的50%～80%。单次元数据访问的数据量比较小，若通信频繁，导致与元数据服务器(MDS)交互的网络时延代价比较大，网络利用率低。根据OBS系统客户端的应用程序特性和元数据特性，建立元数据间相关性，根据元数据的相关度，实现元数据的预取，批量传输元数据，提供基于客户端的主动元数据服务。并通过元数据的分类更新，以及本地的快速查找等，提高元数据的查找效率。测试表明，基于客户端的元数据管理相对于同样缓存大小的本地普通元数据缓存，在缓存大小为128个元数据条目时对于单个元数据的平均响应时间减少40%。
　　 针对元数据相关性的特点以及元数据预取的特性，提出一种相关模型，对相关模型中的参数进行分析，在此相关模型上设计出一种基于相关度的缓存替换算法。该缓存替换算法具有实现简单、操作时间复杂度小等特点。测试结果表明基于相关度的替换算法性能优于传统的替换算法。