光盘库文件缓存管理系统的实现

作     者：查益 

作者单位：武汉大学 

学位级别：硕士

导师姓名：晏蒲柳

授予年度：2004年

学科分类：08[工学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 081202[工学-计算机软件与理论] 

主      题：光盘库 集群 负载均衡 缓存 线程池 

摘      要：在信息社会里，信息呈爆炸式增长。随着信息化建设的逐步深入，存储方面 的投入在信息系统建设中的比重将会逐步增大。有数据显示，未来几年内，所有 存储市场的增长均来源于网络存储设备。光盘库集光机电信息一体化，是理想的 网络存储设备，不仅可以应用于异地容灾备份，还可以应用到电子政务、视频点 播、在线查询等更多具有高访问量、资料种类繁多的环境中。然而，目前光盘库 应用于网络存储还有其局限性。首先，网络中同一时间内出现大量光盘文件请求 的情况非常频繁，但光盘库的机械手一次只能响应一个请求，因而机械手就成了 整个光盘库应用的瓶颈;其次，由于光盘库响应请求之前需要先将光盘文件拷入 本地硬盘再返回给客户端，会大大增加响应延迟，降低网络服务的性能和质量。 针对光盘库的局限性，本文提出在光盘库前端放置集群缓存服务器。光盘文 件缓存不仅能够缩短光盘库的请求响应时间、提高网络服务质量，还能减轻光盘 库机械手的负荷，提高整个光盘库的寿命：另一方面，采用集群技术将负载均衡 到每台缓存服务器上，增强了单台缓存服务器的处理能力，从而获得很高的整体 性能和性价比。 本文首先提出一个完整的光盘库文件缓存管理系统的体系结构，然后讨论各 个功能模块的具体实现，包括：采用武汉大学网络实验的LAS（L,oad Advance Scheduler）集群系统软件来构造集群缓存系统;集群缓存服务器与光盘库之间 通过USB光驱相连，实现每台缓存服务器自动挂载和卸载USB光驱;选择合适的数 据库服务器作为集群缓存服务器和光盘库的通信中介;针对光盘库自身的特点， 区别于传统的代理缓存技术，提出基于光盘文件类型的缓存存储方式、缓存替换 算法和强一致性缓存维护策略：实现光盘文件管理，包括已缓存的光盘文件管理 和光盘库文件的管理，并设计WEB管理接口;设计光盘自动入库和出库的方案， 使光盘库的管理更加自动化。最后对整个系统进行功能测试，包括缓存功能测试、 USB光驱挂接测试、机械手操作测试、光盘入库和出库功能测试。