【摘要】： 伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展,全球的數(shù)字化浪潮帶來了數(shù)字信息的爆炸性增長。企業(yè)和政府重要部門在信息化的過程中積累了大量的數(shù)據(jù),然而作為主要存儲設(shè)備的磁盤目前已經(jīng)很難擺脫系統(tǒng)性能的瓶頸,并且基于現(xiàn)在的硬盤技術(shù),大幅度提高磁盤性能已經(jīng)很有限,硬盤存儲在數(shù)據(jù)安全性上也存在很大問題。RAID(Redundant Arrays of Independent Disks)是一種由多磁盤構(gòu)成的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng),它以現(xiàn)在的硬盤技術(shù)為基礎(chǔ),可以提升存儲性能和數(shù)據(jù)的安全性,已經(jīng)成為存儲系統(tǒng)的主流技術(shù)。 RAID是網(wǎng)絡(luò)存儲的基礎(chǔ),通過在多個磁盤上同時存儲和讀取數(shù)據(jù)來大幅提高存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐量。通過數(shù)據(jù)校驗,RAID可以提供容錯功能,相對硬盤來說具有較高的安全性。然而傳統(tǒng)的集中式RAID伴隨著容災(zāi)性差的主要缺點,為了克服集中式RAID容災(zāi)性差的缺點,本文提出了一種網(wǎng)絡(luò)RAID的解決方案。 本文首先分析和研究了RAID技術(shù),包括RAID的定義、分級和實現(xiàn)方式,重點深入到linux內(nèi)核中分析軟件RAID的實現(xiàn)機制,并針對網(wǎng)絡(luò)RAID的定義進行了初步探討。 iSCSI(Internet Small Computer System Interface)是一種利用IP網(wǎng)絡(luò)進行傳輸SCSI操作指令和數(shù)據(jù)的協(xié)議。本文下一步對iSCSI協(xié)議進行了深入地研究,包括iSCSI工作原理、iSCSI協(xié)議各個方面。重點深入到linux內(nèi)核中分析了基于iSCSI協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)RAID的實現(xiàn)原理。 隨后本文提出了基于嵌入式平臺的iSCSI網(wǎng)路RAID的解決方案,詳細(xì)全面地介紹了實現(xiàn)解決方案的平臺的搭建,包括嵌入式target端平臺的搭建和initiator端平臺的搭建。 最后作者進行了模擬實驗。對比了相同環(huán)境下,集中式RAID和網(wǎng)絡(luò)RAID的性能差別。鑒于網(wǎng)絡(luò)RAID會受到諸如網(wǎng)絡(luò)延遲等網(wǎng)絡(luò)因素的影響,在性能上相對于傳統(tǒng)集中式RAID會有一定程度的下降。本文測試并記錄了多種不同情況下集中式RAID和網(wǎng)絡(luò)RAID的性能數(shù)據(jù),詳細(xì)分析了測試數(shù)據(jù)。實驗的目的是分析網(wǎng)絡(luò)RAID的性能下降程度,得出通過犧牲有限程度的性能來換取更高的容災(zāi)性的可行性。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TP333
【圖文】：

EEEEEEE，‘呀孟二舀‘州尸尸尸~‘曰‘二二呂.砰，，，，，，，，，，，，，，， rrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrr忿 忿忿，叫‘州.助.尸 尸 CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCrrr翁 翁翁翁 翁翁好 好好 、、只只只只只只只只只只只只只只 只只 只只只 只圖2一 3RAID01示意圖圖2一3中兩塊硬盤用來存取數(shù)據(jù)，它們采用的是RAIDO的技術(shù)。其他兩塊硬盤用于鏡像數(shù)據(jù)，用于存放數(shù)據(jù)兩塊硬盤被劃分為條狀并行存取，這樣可以獲得雙倍數(shù)據(jù)存取的速度，而另兩個硬盤同樣也是使用條狀并行存取的，以確保任意一塊磁盤出現(xiàn)了故障，也不會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。由于RAID01也是使用百分之百數(shù)據(jù)備份的方法，所以它和RAIDI一樣只有50%的磁盤利用率。但是鑒于RAD〕01兼顧到了存取速度和數(shù)據(jù)的安全性，所以這種陣列在網(wǎng)吧、小型企業(yè)中使用非常廣泛，特別適合大量數(shù)據(jù)的存取。RAID3[1][5]與RA衛(wèi)DO在數(shù)據(jù)存分布方面相似

網(wǎng)絡(luò)RA刀DI2]通常是建立在多個存儲節(jié)點上的具有單一的地址空間的存儲系統(tǒng)。存儲節(jié)點之間一般使用高速的網(wǎng)絡(luò)連接，形成一種分布式的系統(tǒng)，因此也被稱為分布式RAID。網(wǎng)絡(luò)RAID的結(jié)構(gòu)圖如圖2一6所示:口絡(luò)幾趕OTCPllP舊絡(luò)班盤n班盤2班盤1圖2一6網(wǎng)絡(luò)RAID結(jié)構(gòu)圖網(wǎng)絡(luò)RAD也就是將物理上分布在不同地點的多個存儲節(jié)點的磁盤在邏輯上組合為一個RAD子系統(tǒng)。分散在網(wǎng)絡(luò)中的不同物理地點的存儲節(jié)點利用正存儲協(xié)議映射為某個中心地點的網(wǎng)路磁盤，然后在該中心地點把各個網(wǎng)絡(luò)磁盤通過制作RAID的軟件制作為網(wǎng)絡(luò)RAD〕。網(wǎng)絡(luò)RAID地址空間是連續(xù)單一的，當(dāng)用戶訪問網(wǎng)絡(luò)RAID時，不關(guān)心并且也沒有必要關(guān)心網(wǎng)絡(luò)RAID的各個組成節(jié)點磁盤的具體物理地址，可以對網(wǎng)絡(luò)RAID進行透明的讀寫操作。子系統(tǒng)內(nèi)的所有磁盤都被當(dāng)作單一的全局虛擬磁盤。當(dāng)對中心地點的網(wǎng)絡(luò)RAID進行讀寫的時候，把讀寫請求封裝成報文通過網(wǎng)絡(luò)傳送到分散在不同地點的存儲節(jié)點磁盤上，存儲節(jié)點執(zhí)行操作后，把相應(yīng)信息通過網(wǎng)絡(luò)返回給中心網(wǎng)絡(luò)RAID。與傳統(tǒng)的集中式RAID相比，網(wǎng)絡(luò)RAn〕有以下幾點好處:(1)提供了較高的異地容災(zāi)性

第4章iSCSI網(wǎng)絡(luò)RAID的設(shè)計與實現(xiàn)4.1解決方案概述本文設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)RAID結(jié)構(gòu)圖如圖4一1所示，其中target端，它是基于ARM嵌入式開發(fā)平臺的。它們都通過以太網(wǎng)口連接入網(wǎng)絡(luò)。石更名轟花更羞盆圖4一1網(wǎng)絡(luò)RAID硬件結(jié)構(gòu)圖拉返多舒二target端硬件采用了嵌入式開發(fā)平臺，采用嵌入式平臺的主要原因如下:1.降低成本和低功耗嵌入式微處理器與通用的微處理器的最大不同，就是嵌入式微處理器大多工作在為特定用戶群設(shè)計的系統(tǒng)中，它通常具有功耗低，體積小，集成度高的特點。因為網(wǎng)絡(luò)R心D的各個target端，本來功能就比較單一，就是運行iSCSItarget協(xié)議棧和磁盤管理的作用，如果使用配置較高的PC機

【引證文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 耿秀軍;RAID控制卡PCI擴展ROM的設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2011年

2 裴健;多通道數(shù)據(jù)采集存儲與通道校正[D];南京理工大學(xué);2010年

3 丁文;基于IP-SAN的智能固態(tài)緩存網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)的研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2012年

本文編號：2788081