【摘要】：隨著大數(shù)據(jù)時代的到來,存儲作為IT系統(tǒng)中最為重要的部份之一,系統(tǒng)對它的要求變得越來越高,性價比的要求比較突出。傳統(tǒng)的機械硬盤存儲容量大、價格低,然而讀寫性能差,而固態(tài)存儲作為新興的非易失存儲讀寫性能高、隨機I/O快、價格昂貴,混合存儲陣列能夠解決這個問題。在國家強調(diào)自主可控的背景下,對于自主可控的存儲系統(tǒng)的研究有著迫切的需求,因此本論文在國產(chǎn)化平臺上進行研究與設計。傳統(tǒng)的存儲架構已無法充分發(fā)揮新興的高性能混合存儲的性能,NVMeOF代表的網(wǎng)絡存儲新型技術極大的提升了系統(tǒng)網(wǎng)絡利用效率,提高了網(wǎng)絡存儲吞吐量和IOPS。軟件定義存儲帶來的靈活性,為當今存儲界廣泛使用,國產(chǎn)平臺可以利用軟件定義存儲的方式最大程度提升開發(fā)性能。本論文圍繞用戶態(tài)存儲協(xié)議棧、雙控混合存儲、NTB通信技術、存儲管理系統(tǒng)四個方面展開工作。通過使用軟件定義存儲的方法實現(xiàn)用戶態(tài)存儲協(xié)議棧,使用UIO技術將NVMe設備寄存器映射到用戶態(tài),在用戶態(tài)實現(xiàn)對應的驅(qū)動,并使用輪詢的方式進一步挖掘存儲性能,并對外提供NVMeOF網(wǎng)絡存儲;通過BIO同步技術、BIO傳輸技術等,對混合存儲緩存層實現(xiàn)雙機同步,完成雙控混合存儲;通過采用NTB技術進行混合存儲緩存層的數(shù)據(jù)同步,使得數(shù)據(jù)同步更加高效可靠。最后實現(xiàn)了對應的存儲管理系統(tǒng),對外以網(wǎng)頁的方式提供服務。。本論文基于國產(chǎn)平臺實現(xiàn)了一套高性能、高可靠性的混合介質(zhì)存儲陣列軟件。測試結(jié)果表明陣列的網(wǎng)絡IOPS和吞吐量指標均得到極大的提高,遠遠超出了現(xiàn)存飛騰平臺的存儲陣列。
【圖文】：

邐第三章總體方案邐逡逑第三章總體方案逡逑依據(jù)項目要求對目前現(xiàn)有的先進體系結(jié)構進行了全面細致的調(diào)研，參照先進逡逑的體系結(jié)構，構建了基于混合介質(zhì)的存儲陣列體系架構，完成了體系結(jié)構研宄和逡逑總體設計方案。逡逑３．邋１系統(tǒng)結(jié)構逡逑本項目提出一種雙控制器混合存儲陣列架構，從核心控制器到網(wǎng)絡接口實現(xiàn)逡逑了兩套硬件冗余互備，為存儲陣列提供了可靠的硬件平臺支持。方案采用高速逡逑ＰＣＩｅ總線實現(xiàn)內(nèi)部存儲高速互聯(lián)，提供了邋ＰＣＩｅ和ｊＢＯＤ外部接口，為數(shù)據(jù)提供逡逑了高性能傳輸通道。軟件層面設計圍繞高性能冗余存儲、混合存儲構建技術、逡逑ＮＶＭｅ邋Ｏｖｅｒ邋Ｆａｂｒｉｃ高性能協(xié)議棧等幾個混合存儲關鍵技術，構建了一個層次分逡逑明、功能豐富的混合存儲軟件系統(tǒng)�；诨旌辖橘|(zhì)的存儲陣列設計體系架構如圖逡逑３．邋１所示。逡逑

邐電子科學研究院碩士學位論文器系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)并立即啟動接管存儲任務，繼續(xù)系統(tǒng)的存儲服務，確保系存儲服務不中斷，提升了系統(tǒng)的可靠性。逡逑軟件方面，基于高效存儲協(xié)議棧，構建了一套模塊化的混合存儲軟件。通過逡逑高效精簡的丨０軟件棧技術，可以讓網(wǎng)絡上的用戶通過丨ＳＣＳＩ、ＦＣ或者ＮＶＭｅＯＦ逡逑協(xié)議對邏輯存儲空間進行高速的訪問和存儲。并通過ＮＴＢ技術實現(xiàn)雙控存儲節(jié)逡逑點數(shù)據(jù)備份，提高系統(tǒng)可靠性。逡逑３．邋２軟件架構逡逑本系統(tǒng)軟件架構如圖３．邋２所示，首先基于ＮＴＢ實現(xiàn)雙控混合存儲，讓后通過逡逑ＵＩ０技術在用戶態(tài)實現(xiàn)存儲ＮＶＭｅ協(xié)議棧，并對外提供ＮＶＭｅＯＦ和ＩＳＣＳＩ功能，然逡逑后在單機上實現(xiàn)管理配置流程，完成管理模塊的開發(fā)，最后將兩個存儲機器資進行整合，，并實現(xiàn)調(diào)度抽象以完成對于非雙控節(jié)點的擴展功能，然后對外提供局的調(diào)度和管理。邐逡逑
【學位授予單位】：中國電子科技集團公司電子科學研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TP333;TP311.52

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本文編號：2591585