基于Web的网络存储服务系统的设计与实现【开题报告】.doc

1、 1 毕业设计开题报告 计算机科学与技术 基于 Web 的网络存储服务系统的设计与实现 一、 论文选题的背景、意义 历史背景 123 IT技术的发展经历过三次浪潮 : 第一次浪潮以处理技术为中心 , 以处理器的发展为核心动力 , 产生了计算机工业 , 促进了计算机的迅速普及和应用 ; 第二次浪潮以传输技术为中心 ,以网络的发展为核心动力。这两次浪潮极大地加速了信息数字化进程 , 使得越来越多的人类信息活动转变为数字形式 , 从而导致数字化信息爆炸性增长 , 进而引发 IT 技术的第三次发展浪潮 : 存储技术浪潮。在存储技术中 , 网络存 储技术是其核心部分 , 它不仅对 IT行业的发展 , 而

2、且对其他行业的发展产生了巨大的影响。 在当今复杂的商业环境中，每天都可能面对各种自然灾害和人为灾难的发生，当这些灾难降临时，对于企业的关键业务来说，哪怕是几分钟的业务中断和数据丢失所带来的损失也常常是难以估量的。 从而就有了数据备份的出现。传统的数据 备份设备的类型：磁盘、带机、带库等。各种硬件的特点，比较设备的不同，制订不同的备份策略，所产生的效果不同，而且使用的方法也不同。 设备类型决定介质类型：软盘、磁盘、磁带、光盘。 备份 4介质的单 位容量：数据的大小和介质容量的大小决定着备份策略的制订。 备份的速度：由于各种不同的设备类型，进行备份速度也是不相同的，这也是在制订备份策略时需考虑的一

3、个重要因素。 这些传统的备份都易受时间、地点、病毒、成本、操作性、实用性等一系列因素的影响，从而就有了网络存储的出现。 人们现在可以方便地连接到网络，能够在咖啡馆、公园甚至城市中的任何角落实现高速宽带无线连接 但是这并不意味着他们的数据也得到持续的良好保护。除了执行预先安排的备份任务外，人们一直都没有找到轻松实施数据备份的方法。现在，借助 IBM 的软件 ，2 人们可以利用单一、简易的解决方案，连续备份笔记本电脑、台式机或企业文件服务器中的数据。 软件可以在几毫秒内在本地机器上创建一个拷贝，并将另外一个拷贝传输到远程服务器。移动人士可以及时保护和恢复被损坏或误删的文件到任何地方，甚至是以前丢失

4、的文件 实现了多层防护。 21世纪是信息时代。在互联网技术及其应用的推动下，网络上的信息资源呈爆炸型增长。海量的信息需要进行处理和网络传输。面对这种局面，传统的数据信息存储架构已力不从心，取而代之的是存储网络技术。 存储网络是一种全新的存储体系结构。它的主要优势是： 超大存储容量，大数据传输率和高可用性。它支持网络协议和存储设备协议，采用面向网络的存储体系结构，提高存储自身的数据管理能力，把信息智能从服务器迁移到网络中的各个设备。另一方面网络技术在经历着迅速的发展，如光纤通道 56（ Fibre Channel）可达到从2Gb/s、 4Gb/s、 8Gb/s 到 16Gb/s 的传输速度，以太

5、网（ Ethernet）可达从 1Gb/s、 10Gb/s、40Gb/s 到 100Gb/s 的传输速度， Infiniband 可达到从 2.5Gb/s 到 120Gb/s 的传输速度。这为存储系统向基于网路新 型存储形式转变，满足新的应用需求对存储形式的转变，满足新的应用需求对存储系统在高可用、高性能、可扩展、可管理、可共享、低成本等方面提供了条件。可以说计算机存储系统有直连式存储向网络存储发展的必然趋势。网络存储已成为带动信息化产业发展的新的“引擎”，所以被称为是继计算机浪潮和互联网浪潮之后的第三次 IT 浪潮。 国内外研究现状和发展趋势 789 随着网络技术的迅速发展 ,通过网络进行传

6、输的信息量呈指数级增长 ,人类已经进入数字化的信息时代 ,在社会生活的各个领域 ,信息扮演着十分重要的角色。据统计 ,全 球每年都要产生 10 20 亿 GB 的新信息 ,相当于每人每年要产生 250MB 的信息量 ,这对传统的存储技术形成了巨大的挑战 ,而对于企业来讲 ,其业务系统不仅要有高效灵活的数据管理能力还要有灾难事件发生时的容错和恢复能力 ,由此基于网络和数据库技术的网络存储应运而生。它可以为企业提供超大存储容量、大数据传输率以及高系统可用性的信息存储和共享服务。目前 ,网络存储技术有以下 4 个主要发展方向 :NAS(Network Attached Storage) ;SAN(S

7、torage Area Network) ;CAS(Content Address Storage) ;IP SAN (SAN over IP) 。面对新型的数据密集型应用 , 网络化的企业应用 1011, 以及因特网的发展 , 企业存储的传统方法包括直接储 (DAS) 已经力不从心。取而代之的是网络存储技术。存储网络在性能、灵活性、可扩充3 性、安全性和集中式数据管理方面形成明显的优势。在标准的制定和产品的实现上 , 力图使新的网络存储技术可以借助一些成熟网络技术和网络构架例如 IP 网络向更多的用户提供更有效的服务。 1. 目前的存储网络技术的不足 12：由于接口卡（ NIC） 并不为服务

8、器提供卸载或是协议加速 , 因此限制了性能导致 NAS的性能较低 ; 复杂程度高 , FC- SAN 需要由专业而且昂贵的光纤交换机和路由器来构建独立的网络 , 因此 , 需要经过专门培训的专用人员进行安装和维护。从而使 SAN的实现费用较高 ,互操作性差 ; IP2SAN 则存在着严谨的 SCSI 协议和无法保证质量的 TCP/ IP 协议的矛盾。 2. 网络存储发展趋势 13：（ 1）基于 InfiniBand 的存储系统是被用来取代 PCI 总线的新 I/ O 体系结构。 InfiniBand 把网络技术引入 I/ O 体系中 ,形成一个 I/ O 交换网络结构 ,主机系统通过一个或多个

9、主机通道适配器 (HCA) 连接到 I/ O 交换网上 ,存储器、网络通信设备通过目标通道适配器 (TCA) 连接到该 I/ O 交换网上。 InfiniBand 体系结构把 IP 网络和存储网络合二为一 ,以交换机互连和路由器互连的方式支持系统的可扩展性。服务器端通过主机通道适配器 (HCA) 连接到主机内存总线上 ,突破了 PCI 的带宽限制 ,存储设备端通过终端通道适配器 (TCA) 连接到物理设备上 ,突破了 SCSI 和 FC2AL 的带宽限制。（ 2） DAFS 技术的 基本原理是通过缩短服务器读写文件时的数据路径来减少和重新分配 CPU 的计算任务。它提供内存到内存的直接传输途径

10、 ,使数据块的复制工作不需要经过应用服务器和文件服务器的 CPU ,而是在这两个物理设备预先映射的缓冲区中直接传输。也就是说 ,文件可以直接由应用服务器内存传输到存储服务器内存 ,而不必先填充各种各样的系统缓冲区和网络接收器。（ 3）统一的虚拟存储将不同厂商的 FC2SAN、 NAS、 IP2SAN、 DAS 等各类存储资源整合起来 ,形成一个统一管理、监控和使用的公用存储池。虚拟存储的实质是资源共享 ,因此 ,统一虚拟存 储 141516的任务有两点 :其一是如何进一步增加可共享的存储资源的数量 ;其二是如何通过有效的机制在现有存储资源基础上提供更好的服务。从系统的观点看 ,存储虚拟化有三种

11、途径 :基于主机的虚拟化存储、基于存储设备的虚拟化存储以及基于网络的虚拟化存储 17。统一虚拟存储的实现只能从虚拟存储的实质出发 ,因此 ,单一存储映象的方法可能是虚拟存储的发展方向。（ 4） IP2SAN 是采用 iSCSI ( Internet Small Computer Sys2tems Interface) 协议构架在 IP 网络上的 SAN。 iSCSI 协议通过 IP 协议来封装 SCSI 命令 ,并在 IP 网络上传输SCSI 命令和数据。在 FC2SAN 结构中 ,服务器间的消息传递使用的是前端局域网 ,而数据传输则被限制在后端的存储网络中。但是 , IP2SAN 的倡导者认

12、为存储网络应该与应用网络使用相同的体系架构和技术标准 ,也就是说 ,IP2SAN 存储系统既使用 IP 网络进行消息传递 ,也使4 用 IP 网络进行数据传输。基于 IP 网络的 SAN 系统可充分利用目前普遍使用的 IP 网络基础设施 ,解决了应用网络和存储网络异构的问题。另一方面 ,IP2SAN 的 数据传输路径和 FC2SAN 存储系统的 I/O 路径相比 ,只是光纤通道卡和 FCP 协议变为 iSCSI卡和 iSCSI协议。 二、研究的基本内容与拟解决的主要问题 181920 系统的详细设计 文件发布系统由后台管理和前台文件浏览两部分组成，其中，后台管理对文件作了详细的分类，前台以分类

13、形式显示文件的详细信息，满足了人们浏览文件时分类查看文件信息的要求，同时前台还提供查询文件信息功能，方便浏览者查找相关的文件信息。 系统的主要功能是通过几个功能模块来实现的。具体的功能设计如下： 1）系统登录：该模块负责 将用户分为普通用户和注册用户来实现用户权限的管理。 2）文件浏览：该模块负责分页列出网站所有文件的信息，包括标题、类型、来源部门字段及发布日期，每条文件的标题被做成一个超链接，点击它们就能跳转页面进行文件阅读。 3）文件阅读：在其他页面中点击标题链接即进入文件阅读页面，此时，每条文件的详细信息将被取出，包括内容、标题、关键字等，并按照相对固定的格式放置在页面的不同区域，所有文

14、件使用大致相同的页面布局，只是各字段对应的内容不同而已，另外，页面其它位置，可以动态放置其他元件，如网站标志 logo、页面广告 banner 等链接图片，这样可以很容易地实现图文并茂的阅读效果。 4）文件查询：该模块提供了文件查询功能，输入待查找的内容及选定分类信息可以快速地找到符合条件的文件，并输出查询结果。 5）文件管理：该模块负责分页罗列登录的注册用户曾发布过且未删除的文件信息，用户可以对该条文件进行删除、修改。非文件发布者除系统管理员外不具有对该条文件的处理权限，所以不同用户进入此页面将显示不同的内容。 6）文件录入和修改：注册用户录入一条文件所需要的内容，包含标题、关键字、类型、来

15、源部门、发布日期等，同时从登录模块得到用户名，这些 信息将被写入数据库中保存。该模块还负责编辑状态下的更新，这时，它将根据取得的 Title 字段值对页面控件初始化。 7）文件的上传与下载：此功能可以让用用户把自己的信息上传到网络存储器进行管理，并且可以对需要的文件在任何地方进行下载使用。此功能会支队注册用户开放而普通不用不能下载只能阅读。 8）管理员模块：该功能是为了对注册的不用进行管理，可以设置用户权限，分配用户5 的磁盘大小数量。有删除用户的权利，也可以对违禁的用户信息进行删除动作。 三、研究的方法和技术路线 、研究难点，预期达到的目标 2122 该网络 存储服务系统可以在 Window

16、s XP 操作系统上运行，数据库服务器是 Mysql 5.02324，开发工具采用 Myeclipse2526。 其工作流程为：用户登录通过权限判断，普通用户只能浏览、阅读和查询文件，注册用户除了可以完成普通用户的操作外，还可以进入文件管理模块进行文件录入、修改和删除的操作。注册用户除系统管理员外只能对自己录入的文件进行删改操作。 系统功能结构图 系统的功能特点 1） 操作简单、界面友好：完全控件式的页面布局，使得文件的录入工作更简便；许多选项包括文件类别、来源部门等只需要点击鼠标就可以完成；另外，跟踪出现的提示信息也让用户随时清楚自己的操作情况。 2）动态管理：可以动态的对文件进行处理（包括

17、录入、修改、删除），能立即在主页的对应栏目显示出来，达到 “即时发布、即时见效 “的功能。 3）功能完善：包括常见网站的文件管理的各个方面：文件录入、浏览、删除、修改、检等各个方面，完整地实现了网站对即时文件的管理要求。 6 开发时可能会遇到的难点重点模块（网络存储服务系统） 用户权限设置： 普通用户权限，注册用户权限 用户注册：存储用户的注册信息。 文件的上传于下载：用户能对信息进行上传于下载。 注册用户的删除：删除注册的用户。 预期效果： (1)功能齐全： 1）新用户的注册。 2）文件的上传下载与管理。 3）后台管理员的管理。 (2)操作简单： 1）设计时充分考虑操作人员水平差异及人员流动

18、 ,界面直观易懂。 2）操作简单并不是功能简单 ,流程设计合理。 3）操作过程完全符合网络存储的规范 , 输入数据检查严格 ,大大减少操作失误。 (3)用户界面友好： 1）系统采用的是普通的 Web 页面因此熟 悉 Internet 的人就会使用。 2）对所有数据输入进行完整性和合法性检查，尽量减少操作错误。 四、论文详细工作进度和安排 第七学期第 10周至第 18周（ 2011年 01月 06日前）：文献检索和资料收集，完成毕业论文（设计）文献综述、开题报告和外文翻译； 第八学期 第 1周 至第 3周（ 2011年 03月 11日前）：撰写论文提纲，完成毕业论文（设计）初稿、需求分析和概要设

19、计； 第八学期 第 4周 至第 12周（ 2011年 05月 13日前）：详细设计、系统调试、和毕业论文（设计）完成定稿； 第八学期第 13周（ 2011年 05月 20日前）：完成应用软件系统的设计和毕业论文（设计）送指导老师和评阅老师评阅，准备答辩； 第八学期第 14周：参加毕业论文（设计）答辩。第七学期第 10周至第 18周（ 2011年 01月 06日前）：文献检索和资料收集，完成毕业论文（设计）文献综述、开题报告和外文翻译； 第八学期 第 1周 至第 3周（ 2011年 03月 11日前）：撰写论文提纲，完成毕业论文（设计）初7 稿、需求分析和概要设计； 第八学期 第 4周 至第 1

20、2周（ 2011年 05月 13日前）：详细设计、系统调试、和毕业论文（设计）完成定稿； 第八学期第 13周（ 2011年 05月 20日前）：完成应用软件系统的设计和毕业论文（设计）送指导老师和评阅老师评阅，准备答辩； 第八学期第 14周：参加毕业论文（设计）答辩。 五、 主要参考文献 1 郑晨溪 网络存储技术浅论 信息系统工程 2009 第 12 期。 2 雷江涛 ,白照高 .网络存储技术的发展现状及应用 J .工业仪表与自动化装置 ,2007(1） :75-79. 3 范涛 . 网络存储技术研究与应用 J . 福建电脑 , 2008（ 6） :59-60. 4 吴伟强，康摩宁 网络存储

21、系统的研究 西北工业大学研究生论文 2004 年 4 月 . 5周秋芬 基于 IP 的 SAN 存储区域网络技术 网络与通信 2010 年第 12 期 6范宏宇 网络存储技术探讨 计算机与网络 2010 年 第 8 期 7 Farley M. Building Storage Networks. USA : Osborne/ Mc2Graw - Hill ,2000 8 NIIT. 存储区域网概念与应用 M . 北京 : 人民邮电出版社 ,2002. 9 王月，贾卓生 网络存储技术的应用于研究 2006 年 6 月 第 16 卷 第 6 期。 10 杨祺等 论 Internet 在现代企业中的

22、应用 福建电脑 2010 年第 6 期 11 汪礼勇 企业信息化的第二春 移动办公 电信网技术 2009 年 12 月 12 张蕴卿等 计算机网络安全的威胁因素及防范技术 计算机工程 2010 年 第 16 期 13 吴伟强 西北工业大学 计算机软件与理论系 网络存储系统的研究 2005 年 6 月 27 号 14 范中磊 网络存储技术漫谈之一：网络存储简介 记录媒体技术 2010 年第 1 期 15 谭生龙 存储虚拟化技术的研究 微型计算机应 用 2010 年第 1 期 16 徐梦 虚拟存储技术的研究及应用 计算机与信息技术 2010 年 1 月 17 刘朝斌 虚拟存储系统关键技术研究及其性

23、能评价 华中科技大学博士论文 2003 年 12月 27 日 18 刘仓军 网络文件管理技术设计与实现 电脑知识与技术 2010 年 6 月 19 沈春丽 基于 P2P 的网络存储系统的研究 武汉理工大学 2006 年 3 月 20 周旭 面向 Internet 的大规模分布式存储技术研究 电子科技大学博士论文 2004 年 11月 21 邬剑飞 在线测评系统的设计与实现 软件导刊 2009 年第 1 期 22 顾治华 Mysql 存储引擎与数据库性能 计算机时代 2006 年第 10 期 23 谢季峰 MYSQL 技术与 .net.技术集成的研究与应用 信息技术 2010 年第 6 期 24 聂凯 Mysql 数据库访问方法浅析 科技资讯 2010 年第 9 期 25 王春明 基于 MVC 模式的 Struts 框架的研究 科技信息 2007 年第 23 期 26 曹大有 基于 Myeclipse 的 Hibernate 持久层框架开发过程研究 计算机应用 2007 年第 12期