普适存储服务模型及其关键技术研究

围绕普适计算环境下新型存储框架的深层次科学问题- - 上下文情景感知的存储主动服务机制及关键技术展开研究，旨在改变以往以数据为中心或以网络为中心的存储模式，实现以用户为中心的新型存储模式。在我们前期有关普适计算和网络存储研究的基础上，重点研究普适存储的基本理论、服务模型及关键技术，提出上下文情景感知存储服务模型,重点突破存储上下文技术、自组织存储社区技术及虚拟上下文文件系统等关键技术，以实验室在国家自然科学基金杰青项目《智能空间的语义模型与行为感知认证》中自行研制的SmartCar为平台，以无线/移动网络为网络基础设施，搭建跨车内跨多个物理存储设备且跨三台SmartCar之间的ScardStorage普适存储原型系统，验证上述相关模型及关键技术。

普适存储是在高动态、非一致性网络条件下的普适空间环境中，实现以用户为中心的新型存储框架。普适存储强调"以人为本"，改变了以往以数据为中心或以网络为中心的存储模式。"任何用户使用任何设备可在任何时间任何地点访问任何数据"是普适存储理念的灵魂与核心。因此"5A"——时间无关性（Anytime）、空间无关性（Anywhere）、设备无关性（Anydevice）、数据无关性（Anydata）和用户无关性（Anyuser）是普适存储系统区别于其它网络存储系统的基本特征。.普适存储在"5A"基本特征基础上衍生了两个基本问题，即如何实现数据主动服务和如何实现存储过程不可见。这是普适存储系统目前最迫切需要解决的关键问题。.为了解决这两个基本问题，在普适环境中实现无所不在的存储服务，普适存储关键技术需要研究存储上下文技术、存储容器技术、数据块抗毁容错存储技术、虚拟动态上下文文件系统技术和非一致性网络连接管理技术等。存储上下文技术实现了普适存储系统时间无关性和空间无关性特征；存储容器技术实现了设备无关性和数据无关性特征；同时结合数据块抗毁容错技术、虚拟动态上下文文件系统技术和非一致性网络连接管理技术实现了用户无关性特征。与传统网络存储系统相比，普适存储系统环境中充斥着丰富的上下文信息，上下文信息可触发数据读写操作，主动实现存储事务，隐藏了存储的细节，因此实现了数据主动服务和存储过程不见。课题在以下方面做出了比较有创新性的贡献：.1、建立了普适存储系统"5A"服务理论，即"Any user可以使用存储服务系统at any time, any where, on any device, for any data"，提出了支持"5A"服务模式理论的普适存储体系结构。.2、针对普适存储系统"5A"的基本特征，提出了"存储蜂窝"与"数据总部"互补相融的普适存储模型，提出了普适存储上下文概念。.3、建立了普适存储容器理论，研究了存储容器间互操作和存储内容间相互联系两大基本理论问题，支持了设备无关性和数据无关性特征。.4、设计并实现了虚拟动态上下文文件系统——ContextFS文件系统，支持数据主动服务和存储过程不可见。.5、实现了原型系统，综合应用了存储上下文技术、存储容器技术、上下文文件系统技术和数据块抗毁容错存储技术，验证了普适存储系统"5A"的设计理念。