【摘要】：在過(guò)去的幾十年中,并行I/O系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于科研和商業(yè)領(lǐng)域。大規(guī)模存儲(chǔ)系統(tǒng)在提供海量存儲(chǔ)空間和高速訪問(wèn)速度的同時(shí)也帶來(lái)了大量的能耗,增加了數(shù)據(jù)中心的成本。大多數(shù)已有的節(jié)能技術(shù)通過(guò)在合適的條件下關(guān)閉一部分磁盤來(lái)降低能耗,但沒(méi)有考慮這種方式對(duì)系統(tǒng)的可靠性和性能的影響。 通過(guò)對(duì)現(xiàn)有節(jié)能技術(shù)研究,在級(jí)別為10的冗余磁盤陣列的基礎(chǔ)上提出了一種使用小容量冗余磁盤陣列作為寫緩存的節(jié)能陣列。系統(tǒng)將鏡像磁盤陣列中的每個(gè)主盤保留一部分存儲(chǔ)空間組成一個(gè)小的磁盤陣列作為寫緩存,而將鏡像磁盤全部設(shè)置成低能耗狀態(tài)以達(dá)到節(jié)能的目的。為了提高寫請(qǐng)求的處理速度,寫緩存采用日志寫的方式。在鏡像盤處于低能耗狀態(tài)時(shí),以冗余陣列的方式組織緩存能夠保證系統(tǒng)的可靠性。從主盤中保留出來(lái)的空間很小,不會(huì)降低數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間。 節(jié)能陣列在企業(yè)級(jí)iSCSI目標(biāo)器的底層增加一個(gè)節(jié)能模塊,使用Linux內(nèi)核態(tài)磁盤陣列軟件來(lái)組織磁盤數(shù)據(jù)。節(jié)能模塊主要包括請(qǐng)求處理,磁盤控制和倒盤三個(gè)模塊。請(qǐng)求處理模塊負(fù)責(zé)接收上層數(shù)據(jù),判斷數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的位置然后將數(shù)據(jù)發(fā)往合適的位置。磁盤控制模塊根據(jù)條件轉(zhuǎn)換磁盤狀態(tài);倒盤模塊在緩存空間達(dá)到閾值時(shí)將緩存中的數(shù)據(jù)寫入的數(shù)據(jù)盤和鏡像中盤。 通過(guò)基準(zhǔn)測(cè)試工具和trace驅(qū)動(dòng)的負(fù)載測(cè)試,驗(yàn)證了節(jié)能整列在寫負(fù)載比較集中時(shí)能耗比Linux內(nèi)的磁盤陣列軟件要小50%,而性能與之相當(dāng)。通過(guò)理論分析和測(cè)試可以看出,實(shí)現(xiàn)的節(jié)能陣列在寫請(qǐng)求比較多的環(huán)境中節(jié)能效果明顯。
【圖文】：

圖 1.1 用電量歷史和未來(lái)能耗趨勢(shì)1.2 磁盤陣列簡(jiǎn)介獨(dú)立磁盤冗余陣列[22](Redundant Array of Independent Disk RAID)是一種利用冗余數(shù)據(jù)和合并獨(dú)立磁盤組成一個(gè)邏輯單元的技術(shù)，，用于提供增強(qiáng)的、可靠的存儲(chǔ)。將單個(gè)容量小、可靠性差、速度慢的磁盤組成 RAID 后，可以提供大容量、高可靠性、高性能的存儲(chǔ)服務(wù)。用戶可以根據(jù)自己的需要選擇不同的 RAID 級(jí)別。將多個(gè)磁盤組成 RAID 后，用戶能看到一個(gè)大容量的磁盤。RAID5(塊級(jí)分條與分散的奇偶校驗(yàn))是目前使用比較廣泛的一種 RAID 級(jí)別。它的奇偶校驗(yàn)位分散在所有的磁盤中。它允許任何一個(gè)并且只有一個(gè)磁盤失效。當(dāng)這個(gè)磁盤失效后需要有熱備份盤來(lái)替換失效的磁盤，否則會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。RAID5 有較高的磁盤利用率、較好的可靠性和較高的性能，因此被廣泛地應(yīng)用。

大的缺點(diǎn)就是耗電量大。MAID 提出了一種列。為備份系統(tǒng)的磁帶庫(kù)中的數(shù)據(jù) 50%寫入后后只被訪問(wèn)一次[24]。另外磁帶庫(kù)沒(méi)有任何的AID 將一組磁盤組織成 RAID0 的形式，并義為冷磁盤。熱磁盤長(zhǎng)時(shí)間處于活動(dòng)狀態(tài)，狀態(tài)。MAID 有兩種形式，一種是帶 Cach 的模式下，熱磁盤作為緩存，采用 LRU 替ache 不命中時(shí)再去喚醒冷盤。不帶 Cache 的活動(dòng)時(shí)間結(jié)束前一直處于活動(dòng)狀態(tài)。MAID
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TP333

【參考文獻(xiàn)】

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1 王沛,韓耀偉,劉斌,潘金貴;Linux中Software RAID驅(qū)動(dòng)程序的機(jī)制分析[J];小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng);2001年03期

2 任勁,謝長(zhǎng)生,李為;iSCSI協(xié)議及其Linux下的實(shí)現(xiàn)[J];小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng);2003年07期

3 謝長(zhǎng)生,陸正武,譚志虎;一種提高M(jìn)D讀性能的方法[J];小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng);2004年07期

4 劉瑞芳,謝長(zhǎng)生,譚志虎;零拷貝RAID系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng);2005年09期

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1 劉珂;磁盤陣列節(jié)能技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2667896