题目：基于分层结构的分布式文件系统的研究与实现

当前的大多数分布式文件系统中共享都是在文件一级进行的，本文探讨一种新的分层的分布式文件系统体系结构，以块设备层为分布式界面，在下层虚拟存储设备的基础上构建上层的分布式文件系统。这种体系结构为分布式文件系统带来了更好的性能和缩放性，同时系统设计更加简洁。本文设计了一种新的文件系统磁盘布局，将文件的核心数据——I 节点分散管理。这种布局解决了使用分层结构后维护数据一致性的锁粒度不好选择的问题，文件系统可以将“块锁”与“文件锁”统一起来，提高了分布式文件系统的可用性和性能。本文在Linux 内核中以模块的形式实现了一个独立的文件系统，使之支持新的磁盘布局，同时具备普通文件系统不具备的分布式特点。为了解决分布式文件系统中的缓存一致性问题，本文采用了租约机制。为了提高系统的性能，本文设计一种分布式的锁服务器，将租约锁分配到各个客户端结点中管理。原型系统的实现证明了分层构建分布式文件系统并实现新的文件系统磁盘布局这一方法的可行性，同时测试基准程序的运行结果也验证了新的文件系统磁盘布局带来的对文件读写效率的提高，锁模块的实现保证了同样在下层虚拟存储设备的支持下，本文实现的分布式文件系统具备传统集中式文件系统不具备的分布式特性。由于在系统设计过程中从很多方面都考虑了系统的可扩展性，因此为整个系统将来进一步的完善和发展打下了基础。