ISCSI雙控制器存儲(chǔ)系統(tǒng)緩存設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在云計(jì)算及大數(shù)據(jù)浪潮的推動(dòng)下，互聯(lián)網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的可靠性和性能提出了越來(lái)越高的需求。在存儲(chǔ)領(lǐng)域，基于ISCSI的存儲(chǔ)系統(tǒng)因?yàn)榭梢曰诂F(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)架設(shè)而變得越來(lái)越流行。為了提供更高的可靠性，避免存儲(chǔ)系統(tǒng)控制器單點(diǎn)故障造成服務(wù)中斷，ISCSI雙控制器存儲(chǔ)系統(tǒng)成為中高端存儲(chǔ)系統(tǒng)的標(biāo)配。
　　目前ISCSI控制器CPU速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)磁盤(pán)IO速度，磁盤(pán)IO瓶頸成為制約存儲(chǔ)系統(tǒng)性能的關(guān)鍵。在控制器軟件中引入緩存模塊可以大大減少磁盤(pán)IO次數(shù)，

2、提升性能;同時(shí)雙控制器存儲(chǔ)中，為避免控制器故障造成的緩存數(shù)據(jù)丟失和服務(wù)中斷，必須維護(hù)兩個(gè)控制器中緩存數(shù)據(jù)的一致性。
　　本文通過(guò)分析ISCSI控制器軟件沒(méi)有緩存不足支持，在存儲(chǔ)控制軟件中設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立緩存模塊，面向雙控制器實(shí)現(xiàn)了緩存同步模塊。當(dāng)主控制器對(duì)緩存作出更新后，會(huì)實(shí)時(shí)同步到從控制器緩存中作為備份，保證了主控制器故障時(shí)，緩存數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。緩存模塊位于獨(dú)立內(nèi)存空間中，采用哈希表進(jìn)行快速匹配，緩存替換算法采用最近最少使用策略(

3、LRU)，基于雙向循環(huán)鏈表組織緩存塊，每個(gè)緩存塊包含8個(gè)連續(xù)磁盤(pán)扇區(qū)數(shù)據(jù)。緩存同步使用高速通道作為數(shù)據(jù)鏈路，當(dāng)向主控制器緩存寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，必須同時(shí)寫(xiě)入從控制器緩存才能返回。配合心跳模塊，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)兩個(gè)控制器的工作狀態(tài)，一旦主控發(fā)生故障，則通知從控制器接管，保證服務(wù)的持續(xù)性。
　　在控制器軟件ISCSIEnterpriseTarget的基礎(chǔ)上，在Linux內(nèi)核層設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了緩存系統(tǒng)的各功能模塊，作為ISCSI控制器驅(qū)動(dòng)的一部分，并采用內(nèi)