RAID-4擴(kuò)展方法及評(píng)測(cè)工具研究.pdf

1、RAID具有高帶寬、大容量、高可靠性和易于管理的特性，而廣泛應(yīng)用于存儲(chǔ)系統(tǒng)中。隨著云計(jì)算的發(fā)展，如何實(shí)現(xiàn)RAID的高效在線擴(kuò)展成為研究熱點(diǎn)。針對(duì)已有的RAID-4擴(kuò)展方法采用循環(huán)順序進(jìn)行數(shù)據(jù)遷移，需要移動(dòng)所有數(shù)據(jù)塊的缺點(diǎn)，清華大學(xué)張廣艷老師提出了一個(gè)新的RAID-4高效擴(kuò)展方法MAPOL，在保證數(shù)據(jù)分布一致性的前提下，實(shí)現(xiàn)了最小化數(shù)據(jù)遷移;采用校驗(yàn)盤寫操作分離策略，降低外部用戶寫延遲;并通過元數(shù)據(jù)懶惰更新策略優(yōu)化MAPOL，提高擴(kuò)展效率

2、。本文在linux內(nèi)核中實(shí)現(xiàn)MAPOL，并設(shè)計(jì)了一個(gè)精確的存儲(chǔ)系統(tǒng)性能測(cè)試工具IOmark，評(píng)測(cè)采用MAPOL進(jìn)行RAID-4擴(kuò)展的系統(tǒng)性能，驗(yàn)證了MAPOL具有提高RAID-4擴(kuò)展效率和系統(tǒng)性能的雙重優(yōu)勢(shì)。
　　 在linux內(nèi)核實(shí)現(xiàn)MAPOL，提高擴(kuò)展效率的同時(shí)，保證外部用戶的讀寫訪問。采用結(jié)構(gòu)體數(shù)組記錄每個(gè)條帶的數(shù)據(jù)遷移狀態(tài)，確定遷移窗口內(nèi)數(shù)據(jù)重分布結(jié)束時(shí)間;優(yōu)化讀、寫及計(jì)算校驗(yàn)和的順序，并擴(kuò)大遷移窗口，從而提高擴(kuò)展效率。

3、采用外部用戶訪問處理機(jī)制，將外部用戶訪問的邏輯地址轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)內(nèi)部可以識(shí)別的物理地址，實(shí)現(xiàn)對(duì)I/O請(qǐng)求的快速處理。
　　 已有的存儲(chǔ)系統(tǒng)性能測(cè)試工具缺乏簡單而精確地重現(xiàn)I/O負(fù)載的能力，容易給存儲(chǔ)系統(tǒng)性能指標(biāo)觀測(cè)值帶來顯著誤差。IOmark根據(jù)來自真實(shí)存儲(chǔ)系統(tǒng)的I/O記錄，使用Linux內(nèi)核態(tài)異步I/O實(shí)現(xiàn)對(duì)塊級(jí)別存儲(chǔ)系統(tǒng)的訪問;通過跟蹤生成的I/O請(qǐng)求的狀態(tài)和I/O記錄中的請(qǐng)求時(shí)間來控制I/O請(qǐng)求的發(fā)送時(shí)間，并篩選I/O記錄中的

4、盤號(hào)來控制負(fù)載輕重，從而實(shí)現(xiàn)精確地重放I/O負(fù)載的功能。實(shí)驗(yàn)表明，IOmark能在trace指定時(shí)間內(nèi)將I/O請(qǐng)求發(fā)送出去，發(fā)送時(shí)間誤差小;與同類測(cè)試工具相比，引入的測(cè)試誤差小，對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能評(píng)測(cè)更準(zhǔn)確。
　　 采用IOmark對(duì)MAPOL進(jìn)行試驗(yàn)評(píng)價(jià)，向RAID-4陣列播放有代表性的真實(shí)負(fù)載，將MAPOL與linux2.6.32.9內(nèi)核自帶的RAID擴(kuò)展方法round-robin進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在添加Financ