面向復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)理論與技術(shù)基礎(chǔ)研究

1、項(xiàng)目名稱：面向復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)理論與技術(shù)基礎(chǔ)研究首席科學(xué)家：馮丹 華中科技大學(xué)起止年限：2011.1至2015.8依托部門：教育部二、預(yù)期目標(biāo)3.1 總體目標(biāo)本項(xiàng)目的總體目標(biāo)是針對(duì)異構(gòu)和并發(fā)服務(wù)的大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)面臨的高效性、安全性、可靠性、低能耗等理論和實(shí)踐挑戰(zhàn)，圍繞面向復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)中的關(guān)鍵科學(xué)問題開展研究；研究面向服務(wù)的異構(gòu)融合存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)服務(wù)支撐架構(gòu)，研究自組織的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)象管理和資源共享方法、存儲(chǔ)服務(wù)QoS和效用評(píng)價(jià)方法，并進(jìn)行大規(guī)模的試驗(yàn)和驗(yàn)證，最終建立面向復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)理論與技術(shù)基礎(chǔ)；堅(jiān)持自主創(chuàng)新，形成一批有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國際標(biāo)準(zhǔn)和專利，逐步

2、建立適應(yīng)未來存儲(chǔ)服務(wù)發(fā)展趨勢的存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)和方法的理論體系，使我國進(jìn)入本領(lǐng)域的前沿科學(xué)技術(shù)先進(jìn)行列；為我國大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)及其按需服務(wù)的技術(shù)創(chuàng)新提供基礎(chǔ)理論支持，為未來國家信息化發(fā)展做出貢獻(xiàn)。3.2 五年預(yù)期目標(biāo)本項(xiàng)目的五年預(yù)期目標(biāo)如下。（1）研究面向復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境的大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)理論和方法，力爭在面向服務(wù)的異構(gòu)融合存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)的基本組成、工作原理和實(shí)現(xiàn)機(jī)制的總體研究上取得新突破。研究存儲(chǔ)服務(wù)支撐架構(gòu)，力爭在服務(wù)需求表達(dá)、服務(wù)自動(dòng)適配、服務(wù)質(zhì)量保障機(jī)制和效用評(píng)價(jià)方面取得突破，形成泛在存儲(chǔ)按需服務(wù)的基本理論。（2）在面向復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境下的存儲(chǔ)系統(tǒng)高效性、安全性、可靠性和低能耗四個(gè)方面取得理論、方法

3、和關(guān)鍵技術(shù)的突破，并在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上進(jìn)行驗(yàn)證，獲得對(duì)實(shí)際具有指導(dǎo)價(jià)值的成果，形成能反映安全、節(jié)能等需求的高效能價(jià)格比的面向服務(wù)的異構(gòu)融合存儲(chǔ)系統(tǒng)。（3）積極參與國際合作和國際標(biāo)準(zhǔn)制定，爭取在存儲(chǔ)服務(wù)方面關(guān)于數(shù)據(jù)服務(wù)需求描述、資源對(duì)象化方面等成果成為存儲(chǔ)領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)。（4）培養(yǎng)和建立一支學(xué)術(shù)水平高、創(chuàng)新能力強(qiáng)的學(xué)術(shù)研究隊(duì)伍，使我國在該領(lǐng)域的研究進(jìn)入國際先進(jìn)行列，為未來國家需求的大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)組建和服務(wù)部署做出實(shí)質(zhì)性的貢獻(xiàn)。3.3 考核指標(biāo)五年內(nèi)將提出以下幾項(xiàng)標(biāo)志性成果作為考核的指標(biāo)。（1）融合存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)和服務(wù)架構(gòu)建立復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境下融合存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)理論；建立需求表達(dá)與特征抽取模型，建立服務(wù)適配與按需

4、服務(wù)模型；建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存取復(fù)雜性理論；提出一種大規(guī)模并發(fā)存儲(chǔ)服務(wù)的支撐架構(gòu)并建立服務(wù)評(píng)價(jià)模型；提出一類存儲(chǔ)智能化方法，包括大規(guī)模異構(gòu)存儲(chǔ)系統(tǒng)中多層面信息的發(fā)現(xiàn)、感知和融合，以及基于感知的存儲(chǔ)部件的自治、協(xié)作方法。設(shè)計(jì)并完成一種基于新型存儲(chǔ)器件（如Flash/PCRAM）且支持自治的存儲(chǔ)控制器，驗(yàn)證相應(yīng)的理論和方法；建立面向服務(wù)的高效智能化存儲(chǔ)體系。（2）海量數(shù)據(jù)組織與資源共享在海量數(shù)據(jù)組織方面，提出可適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境下不同應(yīng)用的自組織、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)象定義和描述方法；多層次多粒度的可信數(shù)據(jù)對(duì)象安全參考模型及驗(yàn)證方法；提出異構(gòu)環(huán)境下的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)象的自組織方法；實(shí)現(xiàn)自組織的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)象統(tǒng)一發(fā)現(xiàn)、查詢、檢索

5、、定位和加載的算法；起草統(tǒng)一的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)象管理與訪問接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；在資源共享方面，實(shí)現(xiàn)按需服務(wù)的存儲(chǔ)虛擬化算法、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、存儲(chǔ)資源共享。（3）高效能存儲(chǔ)系統(tǒng)組建方法重點(diǎn)研究支持節(jié)能與安全的高效智能化存儲(chǔ)系統(tǒng)組件方法，以及大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)性能優(yōu)化技術(shù)；提出數(shù)據(jù)高效、安全、可靠存儲(chǔ)的保障技術(shù)；建立能定量化評(píng)價(jià)存儲(chǔ)設(shè)備屬性、數(shù)據(jù)集特性和存儲(chǔ)服務(wù)質(zhì)量三方面的協(xié)同競爭評(píng)價(jià)模型。建立存儲(chǔ)系統(tǒng)能耗測試基準(zhǔn)程序集；建立具有自調(diào)節(jié)特性的能耗調(diào)度機(jī)制。組建原型系統(tǒng)：支持多種異構(gòu)器件、設(shè)備和系統(tǒng)；統(tǒng)一管理，支持多應(yīng)用多用戶，提供按需服務(wù)；針對(duì)典型負(fù)載優(yōu)化操作數(shù)/千焦的性能能耗比，能效指標(biāo)達(dá)到：對(duì)于單個(gè)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，能

6、耗指標(biāo)達(dá)到1.2MB/焦耳以上。（4）存儲(chǔ)服務(wù)關(guān)鍵支撐技術(shù)提出一種可高效支撐多類型存儲(chǔ)服務(wù)的文件系統(tǒng)。該文件系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)對(duì)象和存儲(chǔ)資源對(duì)象動(dòng)態(tài)組織能力，支持對(duì)不同典型應(yīng)用進(jìn)行存儲(chǔ)服務(wù)優(yōu)化，支持存儲(chǔ)服務(wù)的資源共享、有效區(qū)隔以及存儲(chǔ)服務(wù)質(zhì)量保障。（5）混合云存儲(chǔ)服務(wù)研究云存儲(chǔ)服務(wù)，提出開放服務(wù)環(huán)境下的存儲(chǔ)安全、存儲(chǔ)服務(wù)質(zhì)量保障機(jī)制和方法。重點(diǎn)關(guān)注云存儲(chǔ)服務(wù)外延空間亟待解決的問題，提出面向云存儲(chǔ)服務(wù)質(zhì)量優(yōu)化的新的用戶協(xié)作機(jī)制，及協(xié)作有效性的評(píng)估方法。（6）面向數(shù)字城市的實(shí)時(shí)跨媒體信息存儲(chǔ)與公眾服務(wù)建立充分反映異構(gòu)融合和泛在服務(wù)理論與技術(shù)的原型系統(tǒng)，系統(tǒng)的規(guī)模為128個(gè)節(jié)點(diǎn)以上，最大聚合帶寬達(dá)到100

7、GB/s，融合多種異構(gòu)的存儲(chǔ)設(shè)備和存儲(chǔ)子系統(tǒng)，包括相變存儲(chǔ)、閃存等非易失存儲(chǔ)器件與傳統(tǒng)磁盤融合構(gòu)成的智能存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)等，實(shí)現(xiàn)高效能、低能耗，提供不同服務(wù)接口。在此原型系統(tǒng)上，通過應(yīng)用示范“面向數(shù)字城市的實(shí)時(shí)跨媒體存儲(chǔ)與公眾服務(wù)系統(tǒng)”，集成和顯示項(xiàng)目的研究成果。針對(duì)數(shù)字城市系統(tǒng)的信息存儲(chǔ)與服務(wù)的需求，通過大型城市（如武漢市）規(guī)模的海量的多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理來實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證異構(gòu)融合存儲(chǔ)服務(wù)體系架構(gòu)；支持WEB、文本、高清圖片、流媒體、實(shí)時(shí)視頻等不同類型數(shù)據(jù)的融合存儲(chǔ)，支持大規(guī)模動(dòng)態(tài)并發(fā)訪問的跨媒體信息共享和泛在服務(wù)，提升當(dāng)前數(shù)字城市的服務(wù)能力，并為面向未來的智慧城市系統(tǒng)提供存儲(chǔ)服務(wù)技術(shù)支持。提出并

8、獲批準(zhǔn)的1020項(xiàng)發(fā)明專利和20項(xiàng)軟件著作權(quán)，發(fā)表高質(zhì)量論文（國際檢索）100篇以上，專著12部，培養(yǎng)博士60名，提出國際標(biāo)準(zhǔn)（或協(xié)議）12份，提出可開發(fā)和轉(zhuǎn)化的產(chǎn)品、技術(shù)510種。三、研究方案本項(xiàng)目針對(duì)復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境下存儲(chǔ)按需服務(wù)的需求，研究支持異構(gòu)和并發(fā)服務(wù)的大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)和核心技術(shù)。以建立“異構(gòu)融合存儲(chǔ)體系理論”為核心，改造現(xiàn)有的存儲(chǔ)體系，適應(yīng)泛在的按需存儲(chǔ)服務(wù)需求。采用“服務(wù)適配模型”實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境的適應(yīng)。用建立的融合存儲(chǔ)理論、服務(wù)支撐架構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)實(shí)施面向服務(wù)的高效能存儲(chǔ)系統(tǒng)。由于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)規(guī)模龐大，系統(tǒng)異質(zhì)異構(gòu)，而且運(yùn)行在復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境中，并要支持異構(gòu)和并發(fā)的服務(wù)，研究

9、目標(biāo)是高水平且很具挑戰(zhàn)性的。4.1 學(xué)術(shù)思路存儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展至目前階段，其數(shù)據(jù)訪問模式仍然沿用著缺少交互、被動(dòng)管控的主從模式，其內(nèi)部組織基本依賴于傳統(tǒng)的分層體系結(jié)構(gòu)。主從數(shù)據(jù)訪問模式靈活性不足，當(dāng)應(yīng)用需求發(fā)生變化時(shí)，存儲(chǔ)系統(tǒng)難以作出相應(yīng)調(diào)整。分層體系結(jié)構(gòu)在一定程度上考慮到了構(gòu)成系統(tǒng)的多種資源特性，包括成本、速度、容量這三個(gè)要素，但多種新型存儲(chǔ)介質(zhì)的出現(xiàn)則帶來了更多未被這種體系涵蓋的內(nèi)容，比如數(shù)據(jù)易失性、可靠性、能耗等方面。基于“異構(gòu)存儲(chǔ)融合理論”不僅能夠?qū)崿F(xiàn)支持節(jié)能和安全的智能化存儲(chǔ)體系，為高效性、安全性、可靠性、低能耗研究奠定基礎(chǔ)，而且可以針對(duì)在異構(gòu)和并發(fā)服務(wù)中多樣化的存儲(chǔ)需求，更好地發(fā)揮多種存

10、儲(chǔ)介質(zhì)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)服務(wù)適配及按需服務(wù)。研究自組織的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)象管理和資源共享方法，為提升存儲(chǔ)系統(tǒng)在復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境中的適應(yīng)性提供支持，研究存儲(chǔ)服務(wù)QoS、效用評(píng)價(jià)方法、以及多目標(biāo)優(yōu)化理論，為按需服務(wù)提供依據(jù)，從融合存儲(chǔ)和泛在服務(wù)兩個(gè)層面展開研究。按照這個(gè)思路，可以在存儲(chǔ)系統(tǒng)的層面上配合存儲(chǔ)介質(zhì)上的進(jìn)展，以新的異構(gòu)存儲(chǔ)融合體系豐富傳統(tǒng)的分層體系結(jié)構(gòu)，針對(duì)存儲(chǔ)服務(wù)化趨勢，用“服務(wù)支撐架構(gòu)”滿足國家對(duì)大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)及服務(wù)的需求。我們將按照上述學(xué)術(shù)思路，解決面向復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)理論與技術(shù)問題。4.2 技術(shù)途徑本著追求原理上創(chuàng)新和方法上創(chuàng)新的原則，進(jìn)行存儲(chǔ)理論和核心技術(shù)的研究。跟蹤國際新動(dòng)向

11、，實(shí)現(xiàn)跟蹤、消化、再創(chuàng)新。用理論研究指導(dǎo)實(shí)踐工作，以實(shí)踐結(jié)果進(jìn)一步檢驗(yàn)、修正和豐富理論。圍繞面向復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)面臨的關(guān)鍵科學(xué)問題進(jìn)行研究，重點(diǎn)突破核心技術(shù)，在核心技術(shù)研究的基礎(chǔ)上提高存儲(chǔ)智能性和構(gòu)建面向服務(wù)的異構(gòu)融合存儲(chǔ)系統(tǒng)，并用“數(shù)字城市”系統(tǒng)作為應(yīng)用示范，驗(yàn)證其正確性和有效性。實(shí)施過程中從理論、核心技術(shù)、和示范應(yīng)用系統(tǒng)三個(gè)層面進(jìn)行創(chuàng)新。（1）系統(tǒng)的理論研究。本項(xiàng)目以復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境下支持異構(gòu)和并發(fā)服務(wù)的大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)面臨的高效性、安全性、可靠性、低能耗等需求為出發(fā)點(diǎn)，充分考慮現(xiàn)有存儲(chǔ)系統(tǒng)種類繁多的現(xiàn)況，研究異構(gòu)融合存儲(chǔ)系統(tǒng)理論，研究存儲(chǔ)服務(wù)架構(gòu)、QoS和效用評(píng)價(jià)方法；研究高效能存儲(chǔ)

12、系統(tǒng)構(gòu)建方法；研究自組織的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)象管理和資源共享方法；研究混合云存儲(chǔ)模式及云存儲(chǔ)外延服務(wù)，為解決面向復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)提供理論基礎(chǔ)。（2）構(gòu)造存儲(chǔ)感知和提供定制服務(wù)的核心技術(shù)研究。其一是研究存儲(chǔ)感知的途徑和方法、存儲(chǔ)感知的內(nèi)容以及基于感知的存儲(chǔ)智能化方法等。其二是結(jié)合存儲(chǔ)服務(wù)質(zhì)量保證，建立對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)空間統(tǒng)一評(píng)價(jià)的代價(jià)模型指導(dǎo)存儲(chǔ)資源分配，建立存儲(chǔ)安全代價(jià)模型指導(dǎo)存儲(chǔ)安全部署，研究規(guī)則管理方法，在上述基礎(chǔ)上提供定制服務(wù)。研究自適應(yīng)存儲(chǔ)優(yōu)化策略融合和優(yōu)化調(diào)度。系統(tǒng)能夠具有多種存儲(chǔ)優(yōu)化機(jī)制，可以根據(jù)當(dāng)前的需要改變正在執(zhí)行的優(yōu)化策略。系統(tǒng)的優(yōu)化策略和數(shù)據(jù)集熱點(diǎn)的變化都會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的重新

13、布局，在全局實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)優(yōu)化調(diào)度。關(guān)注數(shù)據(jù)重新布局本身和優(yōu)化重新布局的觸發(fā)機(jī)制、目的位置的選擇等一系列問題。（3）研究用戶需求提取、表達(dá)、傳遞和自適應(yīng)的服務(wù)適配方法。借鑒SNIA云數(shù)據(jù)管理接口標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于元數(shù)據(jù)的描述機(jī)制，擴(kuò)展服務(wù)質(zhì)量需求、應(yīng)用需求方面的形式化、規(guī)范化描述，如訪問帶寬、響應(yīng)時(shí)間、應(yīng)用程序上下文環(huán)境等，建立描述接口；在存儲(chǔ)感知的技術(shù)支持下，根據(jù)典型應(yīng)用的數(shù)據(jù)訪問行為規(guī)律，研究自動(dòng)化的應(yīng)用需求分析和提取方法，并適應(yīng)用戶需求動(dòng)態(tài)變化的特點(diǎn)；在我們前一期973項(xiàng)目中提出的基于主動(dòng)服務(wù)的存儲(chǔ)對(duì)象基礎(chǔ)上，進(jìn)一步豐富對(duì)象的屬性和方法，用作載體傳遞用戶需求；最后，建立多目標(biāo)優(yōu)化理論，研究服務(wù)需求與存

14、儲(chǔ)資源的自適應(yīng)適配方法，實(shí)現(xiàn)按需服務(wù)。（4）研究高效能存儲(chǔ)系統(tǒng)組建方法。結(jié)合動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)組合管理和多級(jí)異構(gòu)存儲(chǔ)融合機(jī)制，通過提取異構(gòu)服務(wù)需求和負(fù)載特征，綜合大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)高效性、安全性、可靠性、低能耗等全局多目標(biāo)，以應(yīng)用服務(wù)質(zhì)量為導(dǎo)向，通過數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)的自組織高效分布和重組，建立面向服務(wù)且支持節(jié)能和安全的高效智能化存儲(chǔ)體系。研究協(xié)同競爭評(píng)價(jià)模型和實(shí)現(xiàn)機(jī)制。建立協(xié)同競爭評(píng)價(jià)模型，對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)協(xié)同競爭機(jī)制的理論體系、建模方法和具體應(yīng)用等方面進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究，深入挖掘協(xié)同競爭機(jī)制。研究協(xié)同競爭存儲(chǔ)系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)，提出協(xié)同競爭評(píng)價(jià)模型的體系架構(gòu)和仿真模型，建立了資源分配體系；同時(shí)，根據(jù)評(píng)價(jià)體系中所檢測

15、的屬性指標(biāo)進(jìn)行分析，形成一個(gè)高可維護(hù)性的、高可用的、高性能的協(xié)同存儲(chǔ)系統(tǒng)。（5）研究解決異構(gòu)和并發(fā)服務(wù)的大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)面臨的高效性、安全性、可靠性、低能耗問題的存儲(chǔ)核心技術(shù)。從數(shù)據(jù)存取過程安全和數(shù)據(jù)高可靠性兩個(gè)方面研究大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)的安全性機(jī)制。從存儲(chǔ)安全系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的層面結(jié)合考慮安全策略和存儲(chǔ)機(jī)制，研究安全存儲(chǔ)訪問的原理及其關(guān)鍵支撐技術(shù)，確定數(shù)據(jù)存取通道的安全控制點(diǎn)；研究數(shù)據(jù)訪問安全認(rèn)證機(jī)制（如憑證標(biāo)識(shí)機(jī)制），確定安全訪問策略，設(shè)計(jì)相應(yīng)的安全存儲(chǔ)訪問協(xié)議。研究大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的高效可靠保證。建立全局的可靠性模型，并分析各種可靠性策略；在設(shè)備、子系統(tǒng)和全局系統(tǒng)多個(gè)層面平衡考慮性能、能耗等目標(biāo)和

16、數(shù)據(jù)冗余之間的關(guān)系。研究大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)。針對(duì)部件、結(jié)點(diǎn)和系統(tǒng)建立相應(yīng)的負(fù)載能耗模型；設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)、高效、無干擾的測試方法和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)；開發(fā)針對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的能耗仿真系統(tǒng)；建立具有自調(diào)節(jié)機(jī)制的能耗調(diào)度機(jī)制；設(shè)計(jì)面向大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心節(jié)能設(shè)計(jì)方案和評(píng)價(jià)機(jī)制。實(shí)現(xiàn)多能級(jí)、可調(diào)節(jié)的低功耗存儲(chǔ)系統(tǒng)原型。（6）在理論和核心技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，建立一個(gè)實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證平臺(tái)。為了對(duì)理論研究成果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證，本項(xiàng)目結(jié)合“數(shù)字城市”的實(shí)際應(yīng)用需求特點(diǎn)，構(gòu)建自適應(yīng)應(yīng)用環(huán)境的存儲(chǔ)服務(wù)系統(tǒng)，驗(yàn)證智能存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能和不同應(yīng)用環(huán)境的適用性。同時(shí)研究“數(shù)字城市”系統(tǒng)中面向數(shù)字城市的多源空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理技術(shù)、面向

17、數(shù)字城市的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息存儲(chǔ)與內(nèi)容管理技術(shù)、時(shí)間框架的時(shí)態(tài)表示模型，建立四維的數(shù)字存儲(chǔ)技術(shù)，為“數(shù)字城市”系統(tǒng)提供高效的海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理方法。本項(xiàng)目將實(shí)現(xiàn)三個(gè)層次的創(chuàng)新：面向復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境的異構(gòu)融合存儲(chǔ)體系和服務(wù)架構(gòu)基礎(chǔ)理論的創(chuàng)新；一系列圍繞解決關(guān)鍵科學(xué)問題的理論、方法、技術(shù)、機(jī)制和策略的創(chuàng)新；一個(gè)創(chuàng)新的面向服務(wù)且支持節(jié)能和安全的智能化存儲(chǔ)體系及支持云存儲(chǔ)等存儲(chǔ)服務(wù)的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。4.3 主要?jiǎng)?chuàng)新處和特色在面向服務(wù)的異構(gòu)融合存儲(chǔ)體系及其高效性、安全性、可靠性、低能耗的理論創(chuàng)新基礎(chǔ)上，圍繞復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境下的異構(gòu)和并發(fā)服務(wù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)和核心技術(shù)進(jìn)行研究，本項(xiàng)目的主要?jiǎng)?chuàng)新處是：l 一種新的存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)

18、“異構(gòu)融合存儲(chǔ)體系”。針對(duì)大規(guī)模存儲(chǔ)異質(zhì)異構(gòu)的現(xiàn)狀和按需服務(wù)的需求，提出將不同層次、不同類型的器件、設(shè)備、子系統(tǒng)、區(qū)域進(jìn)行融合的方法，形成自治單元，多單元協(xié)作組建大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)，形成最佳的體系結(jié)構(gòu)，支持按需服務(wù)。l 一類基于“市場”機(jī)制調(diào)控的高效能存儲(chǔ)系統(tǒng)的組建原理與方法。l 一種可適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境下不同應(yīng)用的自組織、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)象定義和描述方法。l 一種面向泛在服務(wù)的自適應(yīng)服務(wù)適配模型在存儲(chǔ)感知和服務(wù)感知的前提下，自動(dòng)提取、表達(dá)和傳遞服務(wù)需求，建立存儲(chǔ)資源統(tǒng)一評(píng)價(jià)模型，在多目標(biāo)優(yōu)化分析輔助決策下，進(jìn)行自適應(yīng)服務(wù)匹配，實(shí)現(xiàn)泛在服務(wù)。l 一種按需服務(wù)的智能存儲(chǔ)分級(jí)虛擬化技術(shù)通過虛擬化實(shí)現(xiàn)不同級(jí)別的存儲(chǔ)

19、服務(wù)。l 一種存儲(chǔ)服務(wù)的有效區(qū)隔和存儲(chǔ)QoS保障的原理及方法應(yīng)用行為分析方法，判斷所需的典型存儲(chǔ)服務(wù)。4.4項(xiàng)目組織方式本項(xiàng)目將在國家科技部和依托部門的領(lǐng)導(dǎo)下進(jìn)行。項(xiàng)目執(zhí)行過程中將嚴(yán)格貫徹相關(guān)的973項(xiàng)目管理?xiàng)l例。為了保證項(xiàng)目的順利實(shí)施，成立項(xiàng)目學(xué)術(shù)顧問組、項(xiàng)目專家組、技術(shù)組和管理組。學(xué)術(shù)顧問組邀請(qǐng)國內(nèi)知名專家組成，把握學(xué)術(shù)前沿，界定研究邊界，指導(dǎo)項(xiàng)目的研究工作。項(xiàng)目專家組由主要課題負(fù)責(zé)人和若干項(xiàng)目外專家構(gòu)成，負(fù)責(zé)項(xiàng)目總體規(guī)劃和決策；協(xié)調(diào)各課題組的工作；組織課題組間的學(xué)術(shù)交流；檢查課題組工作進(jìn)度；根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行項(xiàng)目調(diào)整等。技術(shù)組由所有課題負(fù)責(zé)人和若干學(xué)術(shù)骨干構(gòu)成，負(fù)責(zé)各課題組間的技術(shù)協(xié)調(diào)工作

20、，制定項(xiàng)目組內(nèi)部的技術(shù)規(guī)范。管理組由各課題組的學(xué)術(shù)秘書構(gòu)成，負(fù)責(zé)進(jìn)度管理、文檔資料管理及項(xiàng)目日常事務(wù)管理。項(xiàng)目實(shí)施中嚴(yán)格貫徹“三個(gè)意識(shí)”的指導(dǎo)思想和“三個(gè)統(tǒng)一”的基本要求?！叭齻€(gè)意識(shí)”是：創(chuàng)新意識(shí)、全局意識(shí)和質(zhì)量意識(shí)；“三個(gè)統(tǒng)一”是：統(tǒng)一的項(xiàng)目目標(biāo)、統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范和統(tǒng)一的組織形式。 項(xiàng)目組的主要交流活動(dòng)包括：l 每年舉辦一次全項(xiàng)目組范圍的學(xué)術(shù)交流研討會(huì)；l 項(xiàng)目專家組會(huì)議每年2次，其中一次結(jié)合項(xiàng)目組學(xué)術(shù)會(huì)議舉行；l 每三月舉行一次課題負(fù)責(zé)人參與的課題協(xié)調(diào)會(huì)；l 每年結(jié)合項(xiàng)目組學(xué)術(shù)會(huì)議向咨詢組和顧問組進(jìn)行正式工作匯報(bào)，同時(shí)不定期通過各種形式向?qū)＜医M和顧問組匯報(bào)工作。4.5 課題設(shè)置本項(xiàng)目設(shè)置六個(gè)

21、課題，對(duì)研究內(nèi)容進(jìn)行合理分工，由組織能力強(qiáng)和有責(zé)任心的專家率領(lǐng)一支業(yè)務(wù)能力強(qiáng)、富有朝氣和拼搏精神的研究隊(duì)伍進(jìn)行科學(xué)研究和技術(shù)攻關(guān)。有效的組織和協(xié)調(diào)是取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展的關(guān)鍵。在核心技術(shù)研究的同時(shí)啟動(dòng)應(yīng)用示范系統(tǒng)的研究，并從應(yīng)用中提取需求和發(fā)現(xiàn)問題，指導(dǎo)研究工作。課題一、融合存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)與服務(wù)架構(gòu)研究研究目標(biāo)圍繞按需服務(wù)的大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)性問題，研究面向服務(wù)的異構(gòu)融合存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)理論、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存取復(fù)雜性理論、訪問特征獲取和服務(wù)需求表達(dá)；研究存儲(chǔ)服務(wù)架構(gòu)與服務(wù)評(píng)價(jià)模型、服務(wù)適配模型、存儲(chǔ)按需服務(wù)機(jī)制；在融合存儲(chǔ)體系框架下，研究大規(guī)模異構(gòu)存儲(chǔ)系統(tǒng)中多層面信息發(fā)現(xiàn)、感知和融合的存儲(chǔ)智能化方法；研究

22、基于感知的存儲(chǔ)實(shí)體自治協(xié)作的方法。研究內(nèi)容1異構(gòu)融合存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)研究。新型存儲(chǔ)器件的推出，進(jìn)一步加劇了現(xiàn)有存儲(chǔ)系統(tǒng)的異質(zhì)異構(gòu)特性，存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)需要變化以適應(yīng)其服務(wù)化的發(fā)展趨勢。研究將新型存儲(chǔ)器件納入系統(tǒng)的異構(gòu)融合存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)及構(gòu)建方法，包括節(jié)點(diǎn)內(nèi)器件與設(shè)備的融合，節(jié)點(diǎn)間的協(xié)作與融合，以及系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)與設(shè)備的融合，即將合適的數(shù)據(jù)在合適的時(shí)間存放在合適的存儲(chǔ)設(shè)備上，使得系統(tǒng)上的存儲(chǔ)服務(wù)最佳。結(jié)合大容量、低價(jià)格、高性能等新型存儲(chǔ)介質(zhì)的技術(shù)特征，在對(duì)象存儲(chǔ)的基礎(chǔ)上，通過擴(kuò)展對(duì)象的屬性，研究異構(gòu)融合存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)對(duì)象和資源對(duì)象統(tǒng)一評(píng)價(jià)模型，研究新型非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)和磁盤等多種存儲(chǔ)設(shè)備結(jié)合的高性能、高安全、高可靠性

23、和低能耗的大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，滿足復(fù)雜多應(yīng)用環(huán)境下存儲(chǔ)按需服務(wù)的需求。2網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存取特征抽取和服務(wù)需求表達(dá)。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)展，數(shù)據(jù)請(qǐng)求種類繁多，操作層次繁瑣，網(wǎng)絡(luò)及其設(shè)備異質(zhì)異構(gòu)等導(dǎo)致了數(shù)據(jù)存取的復(fù)雜性。從存儲(chǔ)系統(tǒng)看，其外在復(fù)雜性體現(xiàn)在用戶需求的多樣性和應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜性，內(nèi)在復(fù)雜性體現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膹?fù)雜性和異構(gòu)設(shè)備的復(fù)雜性。由于網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議和數(shù)據(jù)訪問協(xié)議產(chǎn)生的非線性作用，不同應(yīng)用要求不同的服務(wù)質(zhì)量，而網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、協(xié)議的多層次架構(gòu)呈現(xiàn)的多樣化使存儲(chǔ)系統(tǒng)不可能用一種數(shù)據(jù)處理模型來求解任意一個(gè)最佳服務(wù)問題，從而使得網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存取更加復(fù)雜。在異構(gòu)和并發(fā)的應(yīng)用環(huán)境下，用戶的服務(wù)需求必然也是復(fù)雜多樣的。為支

24、持自適應(yīng)的服務(wù)適配模型和面向泛在服務(wù)的按需服務(wù)機(jī)制，必須研究能自動(dòng)地準(zhǔn)確地形式化表達(dá)用戶需求的方法，研究將用戶需求轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)能理解和支持的性能技術(shù)指標(biāo)。3服務(wù)架構(gòu)與服務(wù)評(píng)價(jià)模型。為提供高效的存儲(chǔ)服務(wù)，首先應(yīng)當(dāng)建立面向大規(guī)模、復(fù)雜、多樣的應(yīng)用環(huán)境的存儲(chǔ)服務(wù)分層和支撐架構(gòu)。結(jié)合基數(shù)效用論和序數(shù)效用論，研究和實(shí)踐兩種理論在存儲(chǔ)服務(wù)中的實(shí)現(xiàn)方法，針對(duì)異構(gòu)和并發(fā)服務(wù)的大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)具有的不同類型特征維度，綜合運(yùn)用邊際效用分析法和無差異曲線分析法，得出可以刻畫復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境中存儲(chǔ)服務(wù)的效用評(píng)價(jià)方法。4基于感知的存儲(chǔ)智能化方法。存儲(chǔ)感知方法及感知體系的建立是基于存儲(chǔ)感知的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)。在異

25、構(gòu)和并發(fā)存儲(chǔ)服務(wù)環(huán)境中，如果存儲(chǔ)系統(tǒng)本身不能感知上層應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量需求和訪問模式，不能感知低層網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)設(shè)備的物理特性，存儲(chǔ)系統(tǒng)無法達(dá)到最優(yōu)化系統(tǒng)性能的目的?；诟兄拇鎯?chǔ)智能化方法主要研究存儲(chǔ)感知的途徑和方法、存儲(chǔ)感知的內(nèi)容以及基于感知的存儲(chǔ)智能化方法等。5異構(gòu)融合存儲(chǔ)系統(tǒng)的自治與協(xié)作方法。為了增強(qiáng)面向服務(wù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)自我管理和進(jìn)行決策的能力，提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的主動(dòng)服務(wù)能力，需要研究存儲(chǔ)系統(tǒng)的自治方法，并設(shè)計(jì)存儲(chǔ)控制器進(jìn)行驗(yàn)證。在研究存儲(chǔ)系統(tǒng)自治的同時(shí)，也必須考慮系統(tǒng)內(nèi)的協(xié)作，充分發(fā)揮存儲(chǔ)設(shè)備和器件的最大利用效率。承擔(dān)單位：華中科技大學(xué)、中國人民解放軍通信指揮學(xué)院課題負(fù)責(zé)人：馮丹主要

26、學(xué)術(shù)骨干：曾令仿、田磊、王芳、江泓、賈連興 經(jīng)費(fèi)比例：26%課題二、海量數(shù)據(jù)組織與資源共享的方法研究研究目標(biāo)復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境下數(shù)據(jù)種類繁多，格式復(fù)雜，需求多樣，因此使“合適的數(shù)據(jù)放在合適的設(shè)備”對(duì)異構(gòu)大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)來說是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。研究數(shù)據(jù)對(duì)象和資源對(duì)象的動(dòng)態(tài)組織和管理，數(shù)據(jù)對(duì)象定位和獲取方法及資源共享方法，研究按需服務(wù)的數(shù)據(jù)遷移技術(shù)，以提高各種存儲(chǔ)資源的利用效率。研究內(nèi)容1數(shù)據(jù)對(duì)象和資源對(duì)象的動(dòng)態(tài)組織、管理原理和方法。要研究支持?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)象管理和訪問的架構(gòu)，以統(tǒng)一的接口來支持?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)象的管理和操作，包括創(chuàng)建/抽取、查詢、獲取、更新、刪除等，并能支持智能的數(shù)據(jù)對(duì)象動(dòng)態(tài)分布、遷移、及分發(fā)，以及分布式的

27、多版本數(shù)據(jù)格式和訪問協(xié)議兼容，使得適合的數(shù)據(jù)以合適的形態(tài)在適合時(shí)刻放置在適合的層次和介質(zhì)上，以及從適合的層次和介質(zhì)上通過合適的訪問方式獲取合適形態(tài)的數(shù)據(jù)，提高存儲(chǔ)服務(wù)的效用；研究各種異構(gòu)資源的高效統(tǒng)一管理方法；設(shè)計(jì)完成一個(gè)自組織的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)象統(tǒng)一發(fā)現(xiàn)、查詢、檢索、定位和加載的服務(wù)模塊。2復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境中動(dòng)態(tài)、大容量的數(shù)據(jù)遷移研究。研究可適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境下不同應(yīng)用的數(shù)據(jù)對(duì)象描述方法，該方法首先要可擴(kuò)展、易用，其次需要支持存儲(chǔ)層兼容、服務(wù)層兼容，并支持現(xiàn)有應(yīng)用對(duì)傳統(tǒng)存儲(chǔ)訪問的接口；研究靈活輕載的系統(tǒng)性能監(jiān)控實(shí)現(xiàn)方式、性能監(jiān)控模型、性能預(yù)測模型、數(shù)據(jù)遷移代價(jià)模型，以及結(jié)合用戶需求和系統(tǒng)負(fù)載研發(fā)大容量數(shù)據(jù)遷

28、移的實(shí)施時(shí)機(jī)、方式預(yù)測和決策方法或算法，以靈活高效地在復(fù)雜環(huán)境中進(jìn)行自組織或半自組織的動(dòng)態(tài)、大容量的數(shù)據(jù)遷移和復(fù)制。3面向復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境的數(shù)據(jù)對(duì)象定位及獲取方法研究。在復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境下，一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象包含多層次、多類型、多結(jié)構(gòu)、分布、動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)內(nèi)容。這些內(nèi)容可能以不同的形態(tài)和版本存在于不同的存儲(chǔ)環(huán)境中。研究有效、快速、準(zhǔn)確的內(nèi)容抽取方法以及根據(jù)用戶需求將抽取的內(nèi)容打包成滿足特定性能、格式、形式的分發(fā)數(shù)據(jù)包的方法；研究數(shù)據(jù)對(duì)象多層次索引方法、數(shù)據(jù)對(duì)象模型、按需的媒體數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換方法、唯一標(biāo)識(shí)符規(guī)范及對(duì)應(yīng)資源對(duì)象的優(yōu)化選擇方法、數(shù)據(jù)對(duì)象的一致性和安全性驗(yàn)證方法。4面向復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境下的資源共享方法。研究以

29、存儲(chǔ)服務(wù)為中心的資源調(diào)度模型，研究資源多約束分配決策方法；研究如何在數(shù)據(jù)對(duì)象的基礎(chǔ)上進(jìn)行分布調(diào)度的資源管理，以及如何在自組織的數(shù)據(jù)對(duì)象管理基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)資源的共享；研究可信數(shù)據(jù)對(duì)象如何與存儲(chǔ)層和服務(wù)層結(jié)合，以支持多層次多粒度的數(shù)據(jù)加密、訪問控制、入侵檢測等方法，使系統(tǒng)具有高安全性，包括訪問控制元數(shù)據(jù)的支持、數(shù)據(jù)對(duì)象級(jí)安全的研究。5. 研究數(shù)據(jù)對(duì)象的框架和描述方法。擴(kuò)充現(xiàn)有的數(shù)據(jù)對(duì)象和存儲(chǔ)資源描述方法，從多個(gè)方面描述數(shù)據(jù)的內(nèi)稟（關(guān)鍵字、數(shù)據(jù)編碼格式等）、應(yīng)用需求（性能、可用性、安全性、持久性等）和資源特性（位置、訪問方式、服務(wù)能力等），以支持智能分級(jí)的虛擬化、及存儲(chǔ)服務(wù)的評(píng)價(jià)；研究可適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境下不

30、同應(yīng)用可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)對(duì)象描述方法；需要支持存儲(chǔ)層兼容、服務(wù)層兼容；并支持現(xiàn)有應(yīng)用對(duì)傳統(tǒng)存儲(chǔ)訪問的接口。承擔(dān)單位：清華大學(xué)課題負(fù)責(zé)人：邢春曉主要學(xué)術(shù)骨干：周立柱、張勇、李超、王青經(jīng)費(fèi)比例: 13%課題三、高效能存儲(chǔ)系統(tǒng)組建方法研究研究目標(biāo)結(jié)合動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)組合管理和多級(jí)異構(gòu)存儲(chǔ)融合機(jī)制，通過提取異構(gòu)服務(wù)需求和負(fù)載特征，綜合大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)高效性、安全性、可靠性、低能耗等全局多目標(biāo)，以應(yīng)用服務(wù)質(zhì)量為導(dǎo)向，通過數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)的自組織高效分布和重組，建立面向服務(wù)且支持節(jié)能和安全的高效智能化存儲(chǔ)系統(tǒng)。研究內(nèi)容1基于“市場”機(jī)制的協(xié)同競爭評(píng)價(jià)模型和實(shí)現(xiàn)機(jī)制研究?？紤]到傳統(tǒng)的全局集中分配機(jī)制根據(jù)少量靜態(tài)目標(biāo)參數(shù)（優(yōu)

31、先級(jí)、負(fù)載平衡和空間占用率等）進(jìn)行分配，很難適應(yīng)大規(guī)模多維度動(dòng)態(tài)資源調(diào)度方式。引入所謂“資源市場”機(jī)制實(shí)現(xiàn)資源在全局的動(dòng)態(tài)調(diào)度。每個(gè)任務(wù)根據(jù)其產(chǎn)出的應(yīng)用重要性確定其輸出“價(jià)格”，然后以合適“價(jià)格”從系統(tǒng)中配置相應(yīng)資源，一個(gè)競爭激烈的資源具有更高的價(jià)格。通過對(duì)基于市場價(jià)格機(jī)制的協(xié)同競爭的體系、原理及其實(shí)現(xiàn)機(jī)制研究，提出協(xié)同競爭評(píng)價(jià)模型的體系架構(gòu)和仿真模型，通過對(duì)數(shù)據(jù)集特性、設(shè)備的性能屬性和服務(wù)要求三方面進(jìn)行評(píng)估，建立了資源分配體系；同時(shí)，根據(jù)評(píng)價(jià)體系中所檢測的屬性指標(biāo)進(jìn)行分析，以實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備損壞、數(shù)據(jù)丟失風(fēng)險(xiǎn)的感知和預(yù)警的模式識(shí)別，形成一個(gè)高可維護(hù)性的、高可用的、高性能的協(xié)同存儲(chǔ)系統(tǒng)。2自適應(yīng)

32、存儲(chǔ)優(yōu)化策略融合和優(yōu)化調(diào)度。當(dāng)前存在多種存儲(chǔ)優(yōu)化策略，一種策略的優(yōu)點(diǎn)可能在特定情況下反而導(dǎo)致系統(tǒng)性能的下降；或者特定目標(biāo)的優(yōu)化策略導(dǎo)致另一方面的性能下降，例如可用性的提高，有可能導(dǎo)致性能的下降。因此系統(tǒng)能夠具有多種存儲(chǔ)優(yōu)化機(jī)制，但可以根據(jù)當(dāng)前的需要改變正在執(zhí)行的優(yōu)化策略。系統(tǒng)的優(yōu)化策略和數(shù)據(jù)集熱點(diǎn)的變化都會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的重新布局，因此在全局實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)優(yōu)化調(diào)度是必不可少的。優(yōu)化調(diào)度不僅關(guān)注數(shù)據(jù)重新布局本身，而且必須優(yōu)化重新布局的觸發(fā)機(jī)制、目的位置的選擇和遷移機(jī)制等一系列問題。3大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全性機(jī)制。從存儲(chǔ)安全系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的層面結(jié)合考慮安全策略和存儲(chǔ)機(jī)制，研究安全存儲(chǔ)訪問的原理及其關(guān)鍵支撐技術(shù)，包括

33、分析現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的訪問技術(shù)，確定數(shù)據(jù)存取通道的安全控制點(diǎn)；研究數(shù)據(jù)訪問安全認(rèn)證機(jī)制（如權(quán)能標(biāo)識(shí)機(jī)制），確定安全訪問策略，設(shè)計(jì)相應(yīng)的安全存儲(chǔ)訪問協(xié)議。4. 研究大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的高效可靠保證。搜集和分析現(xiàn)有各種不同設(shè)備的可靠性規(guī)律，通過理論和仿真研究存儲(chǔ)子系統(tǒng)和整體系統(tǒng)的可用性，并研究和建立各種可靠性策略；在設(shè)備、子系統(tǒng)和全局系統(tǒng)三個(gè)層面平衡考慮性能、能耗等目標(biāo)和數(shù)據(jù)冗余之間的關(guān)系。建立多級(jí)監(jiān)控-發(fā)現(xiàn)-調(diào)整機(jī)制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)重分布，從而保證系統(tǒng)整體高可用性。5大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)。針對(duì)部件、節(jié)點(diǎn)和系統(tǒng)建立相應(yīng)的負(fù)載能耗模型；設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)、高效、無干擾的測試方法和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)；開發(fā)針對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)存

34、儲(chǔ)系統(tǒng)的能耗仿真系統(tǒng)；建立具有自調(diào)節(jié)機(jī)制的能耗調(diào)度機(jī)制；設(shè)計(jì)面向大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心節(jié)能設(shè)計(jì)方案和評(píng)價(jià)機(jī)制。實(shí)現(xiàn)多能級(jí)、可調(diào)節(jié)的低功耗存儲(chǔ)系統(tǒng)原型。承擔(dān)單位：華中科技大學(xué)課題負(fù)責(zé)人：謝長生主要學(xué)術(shù)骨干：曹強(qiáng)、黃建忠、萬繼光、楊慶經(jīng)費(fèi)比例: 13%課題四、存儲(chǔ)服務(wù)關(guān)鍵支撐技術(shù)研究研究目標(biāo)以數(shù)據(jù)資源和存儲(chǔ)服務(wù)資源動(dòng)態(tài)組織和管理為核心，研究適合于復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境下高效提供多類型存儲(chǔ)服務(wù)的關(guān)鍵支撐技術(shù)及系統(tǒng)方法。研究內(nèi)容1.存儲(chǔ)服務(wù)支撐架構(gòu)。研究存儲(chǔ)服務(wù)以及應(yīng)用數(shù)據(jù)訪問需求的定義、類型劃分以及相互之間的關(guān)系。研究可堆疊的組件化的存儲(chǔ)服務(wù)架構(gòu)，通過不同存儲(chǔ)服務(wù)組件解決不同的存儲(chǔ)問題，存儲(chǔ)服務(wù)組件可選

35、擇性堆疊，以靈活滿足復(fù)雜多變的應(yīng)用需求。進(jìn)行存儲(chǔ)服務(wù)的效用評(píng)價(jià)研究，指導(dǎo)服務(wù)組件優(yōu)化。研究同時(shí)支撐多種類型應(yīng)用服務(wù)的存儲(chǔ)架構(gòu)。2.存儲(chǔ)服務(wù)的有效區(qū)隔和存儲(chǔ)QoS保障的原理及方法。研究應(yīng)用行為分析方法，判斷所需的典型存儲(chǔ)服務(wù)，使得宏觀上不同服務(wù)之間能夠有效隔離，微觀上應(yīng)用能夠獲得存儲(chǔ)QoS保障。3. 數(shù)據(jù)資源和存儲(chǔ)服務(wù)資源動(dòng)態(tài)組織和管理。研究資源對(duì)象的動(dòng)態(tài)配置和調(diào)度，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)象的抽取，使能數(shù)據(jù)和資源的細(xì)粒度調(diào)配；研究數(shù)據(jù)對(duì)象的動(dòng)態(tài)分布技術(shù)，使得適合的數(shù)據(jù)在適合時(shí)刻放置在適合的層次和介質(zhì)上，提高存儲(chǔ)服務(wù)的效用；研究各種異構(gòu)資源的高效統(tǒng)一管理方法。通過數(shù)據(jù)資源和存儲(chǔ)服務(wù)的動(dòng)態(tài)組織和統(tǒng)一管理，有效支

36、撐大規(guī)模公眾應(yīng)用的數(shù)據(jù)訪問需求。4.面向多種典型應(yīng)用進(jìn)行存儲(chǔ)服務(wù)優(yōu)化的文件系統(tǒng)。研究在公共文件服務(wù)基礎(chǔ)上的可疊加的文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使得針對(duì)不同典型應(yīng)用，可疊加不同的文件系統(tǒng)特征模塊；針對(duì)數(shù)字媒體等開放環(huán)境的典型應(yīng)用，還將研究可疊加文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的服務(wù)效能優(yōu)化技術(shù)和方法。有效滿足示范應(yīng)用系統(tǒng)需要同時(shí)支撐多種類型存儲(chǔ)服務(wù)的要求。承擔(dān)單位：中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所課題負(fù)責(zé)人：許魯主要學(xué)術(shù)骨干：卜慶忠、劉振軍、沈玉良經(jīng)費(fèi)比例：13%課題五、云存儲(chǔ)服務(wù)和保障機(jī)制研究研究目標(biāo)以保障云存儲(chǔ)服務(wù)的安全可靠為宗旨，重點(diǎn)研究在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下用戶協(xié)作的外延服務(wù)保障機(jī)制及其相關(guān)的理論和方法；研究旨在提高云存儲(chǔ)服務(wù)的可用

37、性和可靠性的混合型云存儲(chǔ)新型構(gòu)架；研究保障云存儲(chǔ)服務(wù)的安全策略，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)、高效、靈活、方便地使用云存儲(chǔ)服務(wù)的目的。研究內(nèi)容1. 云存儲(chǔ)服務(wù)架構(gòu)。研究一種將數(shù)據(jù)中心與用戶協(xié)作云相結(jié)合的新型云存儲(chǔ)構(gòu)架；研究在這個(gè)構(gòu)架下基于用戶時(shí)空屬性的數(shù)據(jù)分發(fā)和和資源調(diào)度策略；研究云存儲(chǔ)層次結(jié)構(gòu)，通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)為上層不同類型的云存儲(chǔ)服務(wù)提供靈活的數(shù)據(jù)視圖。2. 基于協(xié)作的云存儲(chǔ)外延服務(wù)保障機(jī)制。研究一種“以用戶服務(wù)用戶”的理論和協(xié)作模型，使協(xié)作機(jī)制能在副本維護(hù)、數(shù)據(jù)傳輸、資源調(diào)度等方面發(fā)揮作用，通過用戶之間的相互協(xié)作，消除單一用戶的性能瓶頸。其中的理論問題包括用戶協(xié)作有效性評(píng)價(jià)；云存儲(chǔ)外延服務(wù)的質(zhì)量保

38、障的屬性描述和定義；用戶的行為特征與協(xié)作有效性之間關(guān)系的量化標(biāo)準(zhǔn)；協(xié)作模式與服務(wù)質(zhì)量的關(guān)系模型；云存儲(chǔ)服務(wù)的類型及其優(yōu)化目標(biāo)和決策變量的設(shè)置。3. 云存儲(chǔ)安全策略。針對(duì)云存儲(chǔ)的要求，結(jié)合基于身份屬性的分布式存儲(chǔ)安全方法，采用基于身份的密碼技術(shù)解決大規(guī)模用戶的標(biāo)識(shí)和認(rèn)證問題，將用戶身份管理和訪問控制相結(jié)合，通過減少大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)訪問控制冗余和安全漏洞提高云存儲(chǔ)服務(wù)的安全性、易管理性并降低訪問控制開銷。4. 云存儲(chǔ)數(shù)據(jù)副本機(jī)制。采用副本技術(shù)解決云存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的可用性和可靠性問題，解決如何根據(jù)屬性產(chǎn)生副本和放置副本的問題，研究旨在屏蔽用戶臨時(shí)失效對(duì)系統(tǒng)可用性的影響的數(shù)據(jù)遷移和副本維護(hù)機(jī)制。承擔(dān)單位：北京

39、大學(xué)、華中科技大學(xué)課題負(fù)責(zé)人：代亞非主要學(xué)術(shù)骨干：周可、楊智、雷凱、彭波經(jīng)費(fèi)比例: 22%課題六、面向數(shù)字城市的實(shí)時(shí)跨媒體信息存儲(chǔ)與公眾服務(wù)研究目標(biāo)針對(duì)數(shù)字城市復(fù)雜應(yīng)用給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)帶來的技術(shù)挑戰(zhàn)，在項(xiàng)目課題研究發(fā)展的異構(gòu)融合存儲(chǔ)體系和泛在服務(wù)支撐架構(gòu)、自組織的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)象管理和資源共享方法基礎(chǔ)上，重點(diǎn)提升實(shí)時(shí)跨媒體信息存儲(chǔ)和公眾服務(wù)能力，驗(yàn)證理論與方法的有效性。研究內(nèi)容1構(gòu)建反映異構(gòu)融合和泛在服務(wù)理論與技術(shù)的原型系統(tǒng)。融合多種異構(gòu)的存儲(chǔ)設(shè)備和存儲(chǔ)子系統(tǒng)，包括相變存儲(chǔ)、閃存等非易失存儲(chǔ)器件與傳統(tǒng)磁盤融合構(gòu)成的智能存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)等，實(shí)現(xiàn)高效能、低能耗，提供不同服務(wù)接口。實(shí)現(xiàn)異構(gòu)部件的有機(jī)組合，利用不同層次

40、、不同類型、不同種類的異構(gòu)部件的組織和融合方法，為數(shù)字城市系統(tǒng)的信息存儲(chǔ)與服務(wù)提供可供實(shí)驗(yàn)的大規(guī)模異構(gòu)的存儲(chǔ)資源。2. 面向數(shù)字城市的多源空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理。針對(duì)建立以DEM（數(shù)字高程模型Digital Elevation Model）和GIS（地理信息系統(tǒng)Geographic Information System）為基礎(chǔ)的虛實(shí)結(jié)合的數(shù)字城市三維仿真環(huán)境的需要，遵循OGC（Open Geospatial Consortium）開放地理信息聯(lián)盟組織提出的要素模型規(guī)范，對(duì)多分辨率多時(shí)相遙感影像數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)等城市空間數(shù)據(jù)進(jìn)行集成化表示與組織，融合城市二維矢量地圖、遙感影像和三維地形表面模型

41、數(shù)據(jù)構(gòu)成城市三維數(shù)據(jù)環(huán)境。研究基于異構(gòu)融合存儲(chǔ)體系和服務(wù)架構(gòu)進(jìn)行數(shù)字城市存儲(chǔ)系統(tǒng)構(gòu)建的方法，提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的負(fù)載能力和并發(fā)能力；采用自組織的動(dòng)態(tài)對(duì)象管理和資源共享方法，提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)面對(duì)密集訪問、計(jì)算、服務(wù)時(shí)的適應(yīng)能力和性能；實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的基于三維動(dòng)態(tài)地理框架的高效數(shù)據(jù)集成管理應(yīng)用平臺(tái)。重點(diǎn)考察存儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)數(shù)字城市多源異構(gòu)海量數(shù)據(jù)高效存儲(chǔ)與集成管理能力。3面向數(shù)字城市的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息存儲(chǔ)與內(nèi)容管理?；谀壳皵?shù)字城市數(shù)據(jù)信息的內(nèi)涵仍僅限于靜態(tài)或時(shí)態(tài)空間實(shí)體的表示，而動(dòng)態(tài)的時(shí)空信息如環(huán)境、交通等還未充分考慮的現(xiàn)狀，針對(duì)數(shù)字城市的應(yīng)用發(fā)展如環(huán)境監(jiān)測和大眾服務(wù)的需要，研究數(shù)字存儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的方法。研

42、究基于三維地理空間框架的時(shí)態(tài)表示模型，建立四維的數(shù)字存儲(chǔ)環(huán)境，支持基于廣域分布的傳感器數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)與管理，研究多源動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)內(nèi)容描述和內(nèi)容組織方法，以支持對(duì)整個(gè)城市空間環(huán)境更透徹的感知。以廣域分布的典型環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)如空氣質(zhì)量、環(huán)境噪聲等及大數(shù)據(jù)量的連續(xù)視頻數(shù)據(jù)為對(duì)象進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)與處理應(yīng)用研究，重點(diǎn)考察存儲(chǔ)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息的存儲(chǔ)和內(nèi)容管理能力。4面向數(shù)字城市的跨媒體信息共享與服務(wù)?；跀?shù)字城市三維動(dòng)態(tài)地理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理平臺(tái)，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)、傳感網(wǎng)和超媒體技術(shù)，研究一種具有高真實(shí)感、較強(qiáng)交互能力的情景式公眾信息服務(wù)實(shí)現(xiàn)方法。建立可時(shí)空（四維）定位的以超媒體數(shù)據(jù)為主的信息存儲(chǔ)系統(tǒng)，結(jié)合即

43、時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)的采集與處理，實(shí)現(xiàn)全景交互式視頻為表現(xiàn)內(nèi)容，且能加載文字、圖像和音頻等內(nèi)容的公共跨媒體信息共享與服務(wù)功能，為研究數(shù)字城市實(shí)時(shí)環(huán)境監(jiān)測、交通、旅游等大眾實(shí)時(shí)信息服務(wù)的功能實(shí)現(xiàn)提供原型。建立大眾服務(wù)訪問模型，通過理論分析和模擬研究，重點(diǎn)考察存儲(chǔ)系統(tǒng)在密集訪問與服務(wù)情況下的信息共享與并發(fā)服務(wù)能力。承擔(dān)單位：武漢大學(xué)課題負(fù)責(zé)人：徐正全主要學(xué)術(shù)骨干：朱慶、劉良明、蔡恒進(jìn)、李銳經(jīng)費(fèi)比例：13%4.6 各課題間的相互關(guān)系本項(xiàng)目分解為6個(gè)課題。課題研究內(nèi)容圍繞項(xiàng)目的主題思想，從不同的角度研究面向復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)理論與技術(shù)。課題設(shè)置之間的相互關(guān)系及其與科學(xué)問題的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖2所示。

44、圖2 研究內(nèi)容、課題設(shè)置和科學(xué)問題的相互關(guān)系圖圍繞關(guān)鍵科學(xué)問題一“面向服務(wù)的異構(gòu)融合存儲(chǔ)體系”和關(guān)鍵科學(xué)問題二“復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境下泛在存儲(chǔ)服務(wù)支撐架構(gòu)”，課題一從總體上研究融合存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)與服務(wù)架構(gòu)。課題二和課題三圍繞關(guān)鍵科學(xué)問題一進(jìn)行研究，其中課題二“海量數(shù)據(jù)組織與資源共享的方法研究”解決數(shù)據(jù)對(duì)象和資源對(duì)象的動(dòng)態(tài)組織和管理問題，并通過虛擬化實(shí)現(xiàn)資源共享；課題三“高效能存儲(chǔ)系統(tǒng)組建方法”研究支持節(jié)能和安全的存儲(chǔ)系統(tǒng)。課題四、五圍繞關(guān)鍵科學(xué)問題二展開研究，課題四重點(diǎn)研究存儲(chǔ)服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)、存儲(chǔ)服務(wù)質(zhì)量和效用評(píng)價(jià)方法；課題五研究云存儲(chǔ)服務(wù)和保障機(jī)制。最后，在解決關(guān)鍵問題的基礎(chǔ)上構(gòu)建一個(gè)面向復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境提

45、供按需服務(wù)的高效、高安全、高可靠和低能耗的異構(gòu)融合存儲(chǔ)系統(tǒng)，并用數(shù)字城市的實(shí)時(shí)跨媒體信息存儲(chǔ)與公眾服務(wù)作應(yīng)用示范（課題六），以驗(yàn)證關(guān)鍵技術(shù)方案的正確性和有效性。四、年度計(jì)劃年度研究內(nèi)容預(yù)期目標(biāo)第一年1. 研究存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)內(nèi)設(shè)備/器件的融合方法，形成具有一定自治能力的存儲(chǔ)單元。探尋多種存儲(chǔ)器件在系統(tǒng)中的融合方法。研究與數(shù)據(jù)相適應(yīng)的存儲(chǔ)資源的動(dòng)態(tài)部署與規(guī)劃。研究服務(wù)需求的描述、用戶需求表達(dá)。2. 研究數(shù)據(jù)對(duì)象的框架和描述方法，以支持智能分級(jí)的虛擬化、及存儲(chǔ)服務(wù)的評(píng)價(jià)。研究可適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境下不同應(yīng)用的可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)對(duì)象描述方法。3. 分析和理解復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境下大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)資源分配及其性能、可用性等關(guān)聯(lián)規(guī)

46、律；設(shè)計(jì)低能耗存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)；研究大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)新型數(shù)據(jù)分布組織策略；研究多維多目標(biāo)動(dòng)態(tài)平衡理論及其算法。4. 調(diào)研文件系統(tǒng)研究現(xiàn)狀，包括已有的研究成果、研究思路和技術(shù)特色。研究可靈活提供多類型存儲(chǔ)服務(wù)的文件系統(tǒng)模型，分析文件系統(tǒng)各類型操作和各部分對(duì)性能的影響，構(gòu)建量化的研究依據(jù)。5. 研究云存儲(chǔ)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)與統(tǒng)一的數(shù)據(jù)視圖構(gòu)建方法。研究基于協(xié)作的云存儲(chǔ)外延服務(wù)保障中的協(xié)作消重機(jī)制。6. 研究異構(gòu)存儲(chǔ)設(shè)備下的跨服務(wù)中間件，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)針對(duì)異構(gòu)存儲(chǔ)設(shè)備的不同存儲(chǔ)服務(wù)中間件；研究城市空間數(shù)據(jù)集成化表示與組織的數(shù)據(jù)模型。收集、加工、整理不同應(yīng)用服務(wù)所需要的基本數(shù)據(jù)，為所搭建的面向數(shù)字城市的示范系統(tǒng)收集、加工

47、海量的示范數(shù)據(jù)。1. 初步形成存儲(chǔ)器件級(jí)融合方法，形成存儲(chǔ)資源部署原理與方法；形成服務(wù)需求表達(dá)方法。2. 提出可適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境下不同應(yīng)用的自組織、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)象定義和描述方法。3. 針對(duì)性能和能耗設(shè)計(jì)出實(shí)時(shí)、高效、無干擾的測試方法和監(jiān)控系統(tǒng)；開發(fā)出低能耗存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)；設(shè)計(jì)新型數(shù)據(jù)組織模式提高大規(guī)模系統(tǒng)整體的可用性。4. 完成文件系統(tǒng)發(fā)展趨勢的調(diào)研報(bào)告以及確定可靈活提供多類型存儲(chǔ)服務(wù)的文件系統(tǒng)模型的研究內(nèi)容。建立多種典型應(yīng)用的資源使用和數(shù)據(jù)訪問模型。完成存儲(chǔ)服務(wù)的有效區(qū)隔和QoS保障機(jī)制的調(diào)研報(bào)告和概要設(shè)計(jì)，初步建立分布式環(huán)境下的資源競爭和性能保障機(jī)制。5. 給出云存儲(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)及可行性分析；提出相應(yīng)

48、的協(xié)作消重算法，在模擬環(huán)境實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)原型，并用實(shí)際數(shù)據(jù)驗(yàn)證有效性。6. 提出一套統(tǒng)一的異構(gòu)存儲(chǔ)設(shè)備接口規(guī)范；提出多源三維空間實(shí)體統(tǒng)一表示模型；收集、加工、整理示范用空間數(shù)據(jù)；構(gòu)建反映異構(gòu)融合和泛在服務(wù)理論與技術(shù)的基礎(chǔ)原型應(yīng)用系統(tǒng)。第二年1. 研究存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)間協(xié)作與融合。研究通過高速通道互聯(lián)的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)副本機(jī)制、遷移機(jī)制、協(xié)作機(jī)制以及容錯(cuò)、安全機(jī)制等。研究數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)資源統(tǒng)一評(píng)價(jià)模型和存儲(chǔ)資源分配方法。挖掘多用戶多應(yīng)用并發(fā)時(shí)的復(fù)雜I/O行為規(guī)律，形成需求表達(dá)，在存儲(chǔ)資源和服務(wù)需求間通過動(dòng)態(tài)調(diào)度找到相應(yīng)供需平衡方法。2. 研究數(shù)據(jù)對(duì)象和資源對(duì)象的動(dòng)態(tài)組織、管理原理和方法。研究支持?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)象管理和訪問

49、的架構(gòu)；研究各種異構(gòu)資源的高效統(tǒng)一管理方法。3. 研究大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)中負(fù)載和設(shè)備屬性描述和獲取機(jī)制；實(shí)現(xiàn)低能耗存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)；研究海量元數(shù)據(jù)組織和檢索策略；研究系統(tǒng)長效運(yùn)行機(jī)制；研究存儲(chǔ)資源分配協(xié)同競爭機(jī)制和原理。4. 研究資源對(duì)象的動(dòng)態(tài)配置和調(diào)度，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)象的抽??；研究可靈活提供多類型存儲(chǔ)服務(wù)的文件系統(tǒng)模型。研究存儲(chǔ)服務(wù)以及應(yīng)用數(shù)據(jù)訪問需求的定義、類型劃分以及相互之間的關(guān)系。研究應(yīng)用行為分析方法，提出適合于存儲(chǔ)服務(wù)有效區(qū)隔和QoS保障的應(yīng)用行為分析技術(shù)。5. 研究云存儲(chǔ)安全策略，結(jié)合基于身份屬性的分布式存儲(chǔ)安全方法；研究基于協(xié)作的云存儲(chǔ)外延服務(wù)保障中的協(xié)同傳輸下載機(jī)制。6. 面向數(shù)字城市，研究復(fù)

50、雜應(yīng)用環(huán)境下的存儲(chǔ)服務(wù)中間件的組織模式；設(shè)計(jì)空間數(shù)據(jù)的部署方法，研究城市空間數(shù)據(jù)集成管理的高性能空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；研究支持?jǐn)?shù)字城市動(dòng)態(tài)信息存儲(chǔ)管理的時(shí)空數(shù)據(jù)模型。1. 設(shè)計(jì)并完成一種基于新型存儲(chǔ)器件且支持自治的存儲(chǔ)控制器。初步形成多層面信息的發(fā)現(xiàn)、感知和融合方法，以及基于感知的存儲(chǔ)部件的自治、協(xié)作方法。形成融合存儲(chǔ)的自治及協(xié)作規(guī)范、存儲(chǔ)資源描述規(guī)范。建立需求表達(dá)與特征抽取模型，建立服務(wù)適配與按需服務(wù)模型。2. 提出異構(gòu)環(huán)境下的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)象的自組織方法；實(shí)現(xiàn)自組織的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)象統(tǒng)一發(fā)現(xiàn)、查詢、檢索、定位和加載的算法；起草統(tǒng)一的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)象管理與訪問接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。3. 建立大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)中負(fù)載和存儲(chǔ)資

51、源屬性描述和獲取機(jī)制；設(shè)計(jì)面向大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心節(jié)能設(shè)計(jì)方案和評(píng)價(jià)機(jī)制；建立全局的可靠性模型，并分析各種可靠性策略；實(shí)現(xiàn)低能耗存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)，使得針對(duì)特定負(fù)載，其能耗指標(biāo)大于0.5MB/焦耳。4. 提出并實(shí)現(xiàn)一種數(shù)據(jù)對(duì)象和存儲(chǔ)資源對(duì)象動(dòng)態(tài)組織和管理機(jī)制。初步建立可靈活提供多類型存儲(chǔ)服務(wù)的文件系統(tǒng)模型。初步建立適合于存儲(chǔ)服務(wù)有效區(qū)隔和QoS保障的應(yīng)用行為分析技術(shù)。5. 建立云存儲(chǔ)安全管理原型系統(tǒng)；提出相應(yīng)的協(xié)同傳輸算法，并將其實(shí)現(xiàn)在原型系統(tǒng)中。6. 提出一種基于動(dòng)態(tài)服務(wù)感知的服務(wù)中間件組織模型；建立城市三維數(shù)據(jù)環(huán)境；提出數(shù)字城市動(dòng)態(tài)信息時(shí)空數(shù)據(jù)模型；海量數(shù)據(jù)信息與服務(wù)的收集整理。7. 通過前

52、兩年的研究，提出并獲批準(zhǔn)的8項(xiàng)發(fā)明專利和8項(xiàng)軟件著作權(quán)，發(fā)表高質(zhì)量論文（國際檢索）40篇以上。第三年1. 研究面向服務(wù)的融合存儲(chǔ)系統(tǒng)，結(jié)合數(shù)據(jù)在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)上的布局和組織，建立包括空間代價(jià)和時(shí)間代價(jià)在內(nèi)的代價(jià)模型，并根據(jù)用戶服務(wù)需求建立多目標(biāo)優(yōu)化模型。研究建立面向大規(guī)模、復(fù)雜、多樣的應(yīng)用環(huán)境的存儲(chǔ)服務(wù)分層和支撐架構(gòu)。2. 研究面向復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境的數(shù)據(jù)對(duì)象定位及獲取方法。研究有效、快速、準(zhǔn)確的內(nèi)容抽取方法以及分發(fā)數(shù)據(jù)包的方法；研究數(shù)據(jù)對(duì)象多層次索引方法、數(shù)據(jù)對(duì)象模型、按需的媒體數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換方法、唯一標(biāo)識(shí)符規(guī)范及對(duì)應(yīng)資源對(duì)象的優(yōu)化選擇方法、數(shù)據(jù)對(duì)象的一致性和安全性驗(yàn)證方法。3. 自適應(yīng)存儲(chǔ)優(yōu)化

53、策略和數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)透明遷移機(jī)制；設(shè)計(jì)海量數(shù)據(jù)高效組織和檢索機(jī)制優(yōu)化低能耗存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)，建立全局多層次性能能耗模型；在平衡考慮性能、能耗等目標(biāo)和數(shù)據(jù)冗余之間的關(guān)系基礎(chǔ)上，研究和建立各種可靠性、可用性策略。4. 研究數(shù)據(jù)對(duì)象的動(dòng)態(tài)分布技術(shù)；研究各種異構(gòu)資源的高效統(tǒng)一管理方法。構(gòu)建可靈活提供多類型存儲(chǔ)服務(wù)的文件系統(tǒng)模型。研究可堆疊的組件化的存儲(chǔ)服務(wù)架構(gòu)。研究可高效支撐多類型存儲(chǔ)服務(wù)的文件系統(tǒng)架構(gòu)；研究應(yīng)用行為分析技術(shù)。5. 研究云存儲(chǔ)系統(tǒng)訪問控制冗余和安全漏洞。研究基于協(xié)作的云存儲(chǔ)外延服務(wù)保障中的資源調(diào)度機(jī)制?；谛в米顑?yōu)的云選擇機(jī)制。6. 研究可時(shí)空定位的信息組織方法與存儲(chǔ)方法；研究城市多源空間數(shù)據(jù)一體化

54、高效索引方法；研究反映高效的數(shù)據(jù)集成管理的數(shù)字城市服務(wù)原型。1. 建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)存取復(fù)雜性理論。建立多服務(wù)目標(biāo)優(yōu)化模型。形成提高存儲(chǔ)性能、安全性及可靠性的方法，建立面向服務(wù)的高效智能化存儲(chǔ)體系。提出一種大規(guī)模并發(fā)存儲(chǔ)服務(wù)的支撐架構(gòu)，以及保證服務(wù)質(zhì)量的有效方法。2. 提出多層次多粒度的可信數(shù)據(jù)對(duì)象安全參考模型及驗(yàn)證方法；設(shè)計(jì)完成一個(gè)自組織的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)象統(tǒng)一發(fā)現(xiàn)、查詢、檢索、定位和加載的服務(wù)模塊原型。3. 針對(duì)部件、結(jié)點(diǎn)和系統(tǒng)建立相應(yīng)的負(fù)載能耗模型；實(shí)現(xiàn)低能耗存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)，使得針對(duì)特定負(fù)載，其能耗指標(biāo)大于1.0MB/焦耳。4. 建立數(shù)據(jù)對(duì)象動(dòng)態(tài)分布模型，為將適合的數(shù)據(jù)在適合時(shí)刻放置在適合的層次和介質(zhì)上提

55、供進(jìn)一步研究和系統(tǒng)優(yōu)化的平臺(tái)。建立可靈活提供多類型存儲(chǔ)服務(wù)的文件系統(tǒng)模型。初步確立可堆疊的組件化的存儲(chǔ)服務(wù)架構(gòu)。提出應(yīng)用行為分析技術(shù)和應(yīng)用服務(wù)類型判斷機(jī)制。5. 完善云存儲(chǔ)安全管理原型系統(tǒng)中的安全機(jī)制；提出相應(yīng)的協(xié)同資源調(diào)度與管理算法，并在原型系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。提出相應(yīng)的效用最優(yōu)的云服務(wù)選擇算法。6. 建立可時(shí)空定位的信息組織模型和存儲(chǔ)模型；提出考慮數(shù)據(jù)量分布不均衡性的空間索引方法；建立完整實(shí)現(xiàn)海量遙感數(shù)據(jù)的預(yù)處理流程；提出綜合的公共情景式超媒體信息服務(wù)方法。第四年1. 研究存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)間協(xié)作與融合、數(shù)據(jù)按需部署方法。結(jié)合基數(shù)效用論和序數(shù)效用論的理論和實(shí)現(xiàn)方法，研究復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境中存儲(chǔ)服務(wù)效用評(píng)價(jià)方法。研

56、究基于感知的存儲(chǔ)系統(tǒng)錯(cuò)誤偵測方法、容錯(cuò)和故障恢復(fù)機(jī)制。2. 研究復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境中動(dòng)態(tài)、大容量的數(shù)據(jù)遷移。研究靈活輕載的系統(tǒng)性能監(jiān)控實(shí)現(xiàn)方式、性能監(jiān)控模型、性能預(yù)測模型、數(shù)據(jù)遷移代價(jià)模型，以及結(jié)合用戶需求和系統(tǒng)負(fù)載研發(fā)大容量數(shù)據(jù)遷移的實(shí)施時(shí)機(jī)、方式預(yù)測和決策方法或算法。3. 實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)高效組織和檢索；進(jìn)一步優(yōu)化低能耗存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)；降低整體能耗水平；設(shè)計(jì)系統(tǒng)原型。設(shè)計(jì)多層次系統(tǒng)高可用性技術(shù)。4. 研究可高效支撐多類型存儲(chǔ)服務(wù)的文件系統(tǒng)架構(gòu)。研究不同類型應(yīng)用的資源使用方式和數(shù)據(jù)訪問模式，使海量并行文件系統(tǒng)具有自感知應(yīng)用特征、自優(yōu)化數(shù)據(jù)訪問的支撐機(jī)制。設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)服務(wù)的有效區(qū)隔和QoS保障的核心機(jī)制。設(shè)

57、計(jì)和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)象和存儲(chǔ)資源對(duì)象動(dòng)態(tài)組織和管理機(jī)制。設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一種可高效支撐多類型存儲(chǔ)服務(wù)的文件系統(tǒng)。5. 研究云存儲(chǔ)數(shù)據(jù)副本機(jī)制，解決云存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的可用性和可靠性問題。研究基于協(xié)作的云存儲(chǔ)外延服務(wù)保障中的協(xié)同容錯(cuò)機(jī)制。6. 研究多源動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的智能檢索方法；研究公共跨媒體信息共享與服務(wù)模型；構(gòu)建大中型城市環(huán)境遙感監(jiān)測服務(wù)示范。1. 形成基于感知的存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的自治、協(xié)作方法。提出并建立一種大規(guī)模并發(fā)存儲(chǔ)服務(wù)的服務(wù)評(píng)價(jià)模型。實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)系統(tǒng)錯(cuò)誤自動(dòng)檢測方法和故障快速恢復(fù)機(jī)制。2. 提出靈活高效地在復(fù)雜環(huán)境中進(jìn)行自組織或半自組織的動(dòng)態(tài)、大容量的數(shù)據(jù)遷移和復(fù)制的實(shí)施時(shí)機(jī)、方式的預(yù)測和決策方法/算法。3. 開發(fā)針對(duì)大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的能耗仿真系統(tǒng)；建立具有自調(diào)節(jié)機(jī)制的能耗調(diào)度機(jī)制；實(shí)現(xiàn)低能耗存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)，使得針對(duì)特定負(fù)載，其能耗指標(biāo)大于1.2MB/焦耳。4. 建立可高效支撐多類型存儲(chǔ)服務(wù)的文件系統(tǒng)架構(gòu)，并設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)具有自感知應(yīng)用特征、自優(yōu)化數(shù)據(jù)訪問機(jī)制的海量并行文件系統(tǒng)原型。給出存儲(chǔ)服務(wù)的有效區(qū)隔和QoS保障的核心機(jī)制。給出數(shù)據(jù)對(duì)象和存儲(chǔ)資源對(duì)象動(dòng)態(tài)組織和管理機(jī)制。初步完成可高效支撐多類型存儲(chǔ)服務(wù)的文件系統(tǒng)的原型。5. 實(shí)現(xiàn)混合云存儲(chǔ)原型系統(tǒng)；提出相應(yīng)的協(xié)同容錯(cuò)算法，并將其實(shí)現(xiàn)在原型系統(tǒng)中。6. 提出多維時(shí)空索引與數(shù)據(jù)高效調(diào)度方法；建立公共跨媒體信息共享與服務(wù)模型；實(shí)現(xiàn)大中型城市環(huán)境監(jiān)測示范子系統(tǒng)