一种智能网络磁盘（IND）存储系统结构的研究*赵跃龙1、2）戴祖雄2、3）王志刚2）杨希2）1）（华南理工大学计算机科学与工程学院广州510640）2）（中南大学信息科学与工程学院长沙410083）3）（湖南科技大学计算机科学与工程学院湘潭411201）摘要针对当前计算机存储系统结构中存在的若干问题，本文提出了一种新型的智能网络磁盘（IND---IntelligentNetworkDisk）存储系统结构。分别给出了IND内部数据的读/写控制、容错处理、负载平衡等智能控制算法，已经构建了一个IND结构的模拟原型IND存储系统。IND存储系统中各个IND都是直接与网络连接，若干个IND组成一个集群存储系统，给用户提供了一个虚拟化的海量存储系统。另外，由于各IND都具有一定的智能度，所以它是一种灵活可变的智能型网络存储器系统。关键词智能网络磁盘(IND)；IND存储系统；读/写控制；容错处理；负载平衡中图分类号：TP303ResearchonStorageSystemArchitectureOftheIntelligentNetworkDisk(IND)ZHAOYue-Long1、2）DAIZu-Xiong2、3）WANGZhi-Gang2）YANGXi2）1）(SchoolofComputerScienceandEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640)2）(SchoolofInformationScienceandEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083)3）(SchoolofComputerScienceandEngineering,HunanUniversityofScienceandTechnology,Xiangtan411201)*收稿日期：2006-01-09。本项研究工作受国家自然科学基金项目（60573145）、湖南省自然科学基金项目（05JJ30120）、广州市科技计划项目（2007J1-C0401）资助。赵跃龙，男，1958年生，博士，教授，博士生导师，主要从事计算机外存储系统等方面的研究工作；E-mail:zngdhyn@sina.com。戴祖雄，男，1964年生，博士研究生，主要从事计算机网络存储方面的研究工作。王志刚，男，1962年生，博士研究生，主要从事计算机体系结构方面的研究工作。杨希，男，1970年生，博士研究生，主要从事计算机网络存储方面的研究工作。AbstractInthispaper,someproblemsonstoragesystemarchitectureofcomputernetworkareanalyzed,anovelstoragesystemarchitectureoftheIntelligentNetworkDisk(IND)ispresented.Theinternalreadandwritecontrolalgorithms,thetolerant-faultstrategies,andtheworkloadbalancealgorithmsfortheINDstoragesystem,arealldescribedindetail.AlsoabasicexperimentalsystemoftheINDstoragearchitecturehasbeenconstructed.SinceeachINDoftheINDstoragesystemislinkeddirectlytothehighLAN,someINDscanformanetworkclusterofstoragesystem.And,itwillprovideavirtualhugestoragesystemforusers.Inaddition,aseachINDhassomeintelligence,theINDstoragesystemisaflexibleIntelligentNetworkStorageSystem.KeywordsIntelligentNetworkDisk;INDStorageSystem;Read/Writecontrol;Tolerant-Fault;WorkloadBalance1引言随着互联网技术的迅速发展，网络上的数据信息已经呈爆炸性地增长，Internet上无穷无尽的信息资源迫切需要有一个网络结构形式的海量存储系统来进行大容量的信息存储。由于信息内容的丰富性和多媒体化对大存储容量的需求、巨大数量的用户群及响应时间的要求对存储器系统的性能提出了更加苛刻的要求。目前的磁盘阵列（RAID）、光盘阵列、高速磁带库系统等大容量存储系统等均无法在存储容量、可用性、高速度、可扩展性、数据备份以及灾难恢复等方面满足这些要求。面对这种急切的需求，现有的存储器体系结构和存取技术已经受到空前的挑战和压力。但是这些强烈的需求也激励着人们不断地去探索新的技术和方法，促使人们除了在存储设备层次上进行探索外，更多的是还必须要从存储系统的体系结构和管理软件等方面来深层次地考虑和解决问题。为了顺应这种强烈的需求,近年来分别诞生了NAS和SAN[1–12]两种结构的网络存储技术,目前它们已经获得了比较广泛的应用,也是当前计算机存储器技术研究领域内的重要研究方向之一。但是,现在的NAS和SAN这两种网络存储体系结构中也存在一些问题：(1)NAS虽然基于将控制流和数据流分开的思想，能够在物理连接上将存储器直接连到网络上...