基于IPv6的广域网存储服务的关键技术研究

摘要

随着计算机与信息技术的广泛应用，人类社会生活对计算机、网络与信息的依赖程度越来越高，网络环境中数据的产生、共享、处理与存储的需求急剧增加。分布式存储系统与网络存储服务已成为本领域的研究热点。本文研究的核心问题是：如何以网络环境中的异地数据存储与数据备份的应用需求为目标，充分利用IPv6协议的安全性与效率的优势，设计一种可以工作在下一代Internet中的，类似于WWW与FTP服务类型的标准、安全的网络存储服务。论文的创新工作主要表现在以下几个方面： 1.在分析网络存储技术发展与应用、IPv6协议特点和网络存储服务技术要求的基础上，研究了Internet标准服务与协议的开发方法，论文提出了一种标准的Internet存储访问服务(ISAS，InternetStorageAccessService)工作模型。该工作模型的特点是：前台访问系统可以向Internet中任何位置的用户提供标准的ISAS服务，用户对系统的访问方法与后台存储系统的实现技术与系统结构无关，并与后台存储系统在Internet中的具体位置无关。 2.为了实现ISAS服务的功能与工作模型，论文提出了一种适应ISAS服务工作模型的协议集。在应用层独立设计了能实现标准ISAS服务的Internet存储访问协议(ISAP，InternetStorageAccessProtocol)。ISAP协议符合Client/Server工作模型，采用了有状态的协议结构。 3.为了保证ISAS服务的安全性需求，论文提出了一种适应ISAS服务的安全存储模型。在系统整体结构设计中，实现了前台访问系统与后台存储系统的逻辑隔离。根据ISAS服务的特点并结合协议集的选择与制定，应用层ISAP协议设计中提供了用户身份认证与访问权限控制，网络层设计中充分利用了IPv6与IPSec协议在安全方面的优势，提供了对访问结点的IP地址绑定与认证、数据包认证等功能。 4.为了实现ISAS服务的后台存储功能，论文提出了无服务器结构的存储服务器集群设计方案。存储服务器集群的核心是将分布式文件系统与分布式虚拟磁盘相结合，通过分布式文件系统实现集群范围中的单一文件映像，通过分布式虚拟磁盘实现集群范围中的单一磁盘映像，利用分布式共享内存机制来提供分布式共享目录与位图服务，以此来解决系统中的并发访问控制问题。 为了验证ISAS服务设计方案的可行性，本文根据系统设计的基本思想，设计了基于IPv6环境的ISAS服务原型系统，并对实现的关键技术进行了初步探讨与实验。 论文的工作成果对基于IPv6协议的下一代Internet存储服务系统的研究，相应协议标准的制定，以及形成具有自主知识产权的软件开发等方面将会产生积极的作用。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

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第1章绪论

第2章分布式存储系统研究现状

第3章IPv6协议研究现状

第4章基于IPv6的安全存储访问模型设计

第5章Internet存储访问协议设计

第6章ISAS服务安全模型设计

第7章存储服务器集群设计与相关问题研究

第8章基于IPv6的ISAS服务原型系统设计

第9章总结与展望

参考文献

攻读博士学位期间完成的主要工作

致谢