RAID系统的设计与实现

容错盘阵列通过采用多盘并发操作和冗余技术，可显著改善Ｉ／Ｏ系统的数据传输率和可靠性。在本文中，我们描述了一个高性能ＲＡＩＤ系统的设计与实现。该ＲＡＩＤ系统基于标准接口（ＥＩＳＡ，总线和ＳＣＳＩ总线）和高效纠错码（Ｒｅｅｄ－Ｓｏｌｏｍｏｎ码），具有高性能、高可靠性和通用性强的特点。本文重点是所设计的ＲＡＩＤ控制器的逻辑结构、设计方法、以及ＲＡＩＤ系统的软件构成、性能评价。最后我们提出了进一步改进设计的努力方向。     

远程镜像中自适应异步模式的设计及讨论

在远程镜像系统中,通信链路的可用带宽和主站应用程序的I/O数据率都可能会不断变化,因此通信链路的负载也会随之改变。但现今一些基于存储设备块级别的远程镜像系统(如EMCSRDF,IBMPPRC,XRC等)在异步模式下并未涉及这些变化因素。该文综合考虑了这一点,简要地设计了一个异步远程镜像方案——自适应异步模式,它不但避免了rollingdisaster的产生,而且能够根据链路负载的变化动态地调整在链路中传输的数据量。     

MT2RAID:一种高可靠大规模磁盘阵列结构

传统的磁盘阵列一般采用集中式控制结构,其连接的底层磁盘数受系统总线的制约,容易出现性能瓶颈,且不能容两个以上磁盘出错。从模块化系统的组织方法出发,提出一种采用标准模块化存储单元组成的通过胖树结构互连的大规模磁盘阵列结构MT2RAID,分别就其各种数据分布的性能和可靠性进行了分析和讨论。原型系统测试结果表明,相比集中式磁盘阵列结构,MT2RAID也具有较高的性能。     

Doubly-striped disk mirroring: Reliable storage for video servers

Disk striping is essential in Video-On-Demand servers to allow concurrent access for a large number of users to the same copy of a video object. On the other hand, disk striping makes the system more vulnerable to component failures. We propose a replication scheme for video content and an associated I/O scheduling algorithm that enables the system to tolerate a component failure. The scheme, called doubly-striped mirrors, compares favorably to other approaches for implementing redundancy such as RAID in terms of cost, bandwidth efficiency, buffer usage and system availability.     

一种新型瓦记录磁盘的高可靠数据存储方法

近年来,传统磁记录的存储密度增长已经达到极限,为了满足快速增长的数据容量需求,多种新型存储技术不断涌现,其中瓦记录(shingledmagneticrecording,SMR)技术已实现商业化,在企业实际应用.由于瓦记录磁盘的叠瓦式结构,磁盘在随机写入时会引起写放大,造成磁盘性能下降.这一问题在部署传统的高可靠存储方案(如RAID5)时会变得更加严重,原因在于校验数据更新频率很高,磁盘内出现大量的随机写请求.研究发现瓦记录内部其实存在具有原位更新能力的“可覆盖写磁道(freetrack)”,基于“可覆盖写磁道”,提出了一种专门针对瓦记录盘的高可靠数据存储方法——FT-RAID,以替代经典的RAID5方法,实现一种廉价、大容量、高可靠的存储系统.FT-RAID包含两个部分:“可覆盖写磁道映射(FT-mapping)”和“可覆盖写磁道缓冲区(FT-buffer)”.FT-mapping实现了一种瓦记录友好的RAID映射方式,将频繁更新的校验块数据映射至“可覆盖写磁道”; FT-buffer实现了一种瓦记录友好的两层缓冲区结构,上层确保了热数据能够原位更新,下层提高了缓冲区的容量.基于真实企...     

一种面向RAID阵列的SSD设计优化方法

随着大数据时代的到来,固态硬盘已经逐渐在大型数据中心得到应用。作为使用最广泛的RAID技术,RAID5也开始应用于固态硬盘阵列,以保证数据的可靠性。然而,RAID5中校验信息需要频繁地更新,尤其在随机访问中,频繁地更新校验信息将会对固态硬盘阵列的性能和寿命造成很大的影响,针对此问题,提出PA SSD(Parity Aware Solid State Disk)控制器设计,从RAID5控制器得到校验信息的逻辑地址,在SSD控制器中设置一个缓存Pcache,暂存更新后的校验信息,并在SSD中将数据和校验分开布局,设置专门的区域存放校验信息。通过实验仿真测试,提出的方法能有效地减少校验信息对SSD的写操作,并且减少了SSD的擦除次数,提升了SSD阵列的性能和寿命。     

一种改进的RAID后台初始化技术

新创建的RAID系统必须要经过初始化才能使磁盘上的随机数据满足一定的校验关系,从而使RAID系统具有数据恢复能力。文章分析了传统RAID系统初始化方案的优缺点,提出了一种改进的后台初始化方案,试验证明该方案能够有效做到初始化与主机IO读写的并行,并在初始化性能和主机IO读写性能上较传统方案有较大的提高。     

Linux下iSCSI存储系统中逻辑卷管理的设计与实现

iSCSI存储是一种新型的存储技术,将逻辑卷管理模块应用于iSCSI存储系统,可以提高系统的性能和可靠性。文章研究了RAID技术以及iSCSI存储系统的原理和工作流程,提出了Linux系统下iSCSI存储系统中逻辑卷管理的设计方法,并提供了一套参考实现。     

虚拟存储技术的研究及其应用

详细介绍了虚拟存储技术的概念及特点,并对基于服务器端的虚拟存储、存储子系统端的虚拟存储、网络设备端实施虚拟存储以及它们在网络系统中的应用进行了分析和总结。     

Linux下高效存储优化的研究

随着数据的指数性增长,存储技术成为信息产业发展的核心动力,存储系统在一定程度上比计算系统和通信系统更加重要。如何高效地存储和优化存储空间,是存储系统急需解决的问题。本文介绍高效存储技术中的RAID技术、重复数据删除技术、数据压缩技术等,并在Linux环境下设计与实现具有高效存储优化特点的应用程序。试验表明该应用程序实现了软件RAID,删除了重复性数据,提高了存储空间利用率,降低了存储能耗。