ISCSI雙控制器存儲系統(tǒng)緩存設計與實現(xiàn).pdf

1、在云計算及大數(shù)據(jù)浪潮的推動下，互聯(lián)網(wǎng)對數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的可靠性和性能提出了越來越高的需求。在存儲領域，基于ISCSI的存儲系統(tǒng)因為可以基于現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡架設而變得越來越流行。為了提供更高的可靠性，避免存儲系統(tǒng)控制器單點故障造成服務中斷，ISCSI雙控制器存儲系統(tǒng)成為中高端存儲系統(tǒng)的標配。
　　目前ISCSI控制器CPU速度遠遠超過磁盤IO速度，磁盤IO瓶頸成為制約存儲系統(tǒng)性能的關鍵。在控制器軟件中引入緩存模塊可以大大減少磁盤IO次數(shù)，

2、提升性能;同時雙控制器存儲中，為避免控制器故障造成的緩存數(shù)據(jù)丟失和服務中斷，必須維護兩個控制器中緩存數(shù)據(jù)的一致性。
　　本文通過分析ISCSI控制器軟件沒有緩存不足支持，在存儲控制軟件中設計并實現(xiàn)了獨立緩存模塊，面向雙控制器實現(xiàn)了緩存同步模塊。當主控制器對緩存作出更新后，會實時同步到從控制器緩存中作為備份，保證了主控制器故障時，緩存數(shù)據(jù)不會丟失。緩存模塊位于獨立內(nèi)存空間中，采用哈希表進行快速匹配，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，每個緩存塊包含8個連續(xù)磁盤扇區(qū)數(shù)據(jù)。緩存同步使用高速通道作為數(shù)據(jù)鏈路，當向主控制器緩存寫入數(shù)據(jù)時，必須同時寫入從控制器緩存才能返回。配合心跳模塊，實時監(jiān)測兩個控制器的工作狀態(tài)，一旦主控發(fā)生故障，則通知從控制器接管，保證服務的持續(xù)性。
　　在控制器軟件ISCSIEnterpriseTarget的基礎上，在Linux內(nèi)核層設計并實現(xiàn)了緩存系統(tǒng)的各功能模塊，作為ISCSI控制器驅(qū)動的一部分，并采用內(nèi)