在大數(shù)據(jù)時(shí)代,數(shù)據(jù)價(jià)值顯得彌足珍貴,因而對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可靠性要求變得更加嚴(yán)苛。雙控制器盤陣列由于能夠提供穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)而被廣泛應(yīng)用于各個(gè)數(shù)據(jù)中心。在眾多雙控制器盤陣列結(jié)構(gòu)中,基于Linux MD軟件設(shè)計(jì)的雙控制器盤陣列由于其RAID5、6內(nèi)部設(shè)置了條帶緩存,很難實(shí)施緩存鏡像,當(dāng)雙控制器盤陣列同時(shí)對(duì)同一條帶進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入操作時(shí)會(huì)造成數(shù)據(jù)/校驗(yàn)不一致性。針對(duì)這一問題,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)保證數(shù)據(jù)一致性的方案。在Linux的MD層構(gòu)建雙控互斥鎖進(jìn)行數(shù)據(jù)一致性保障,將RAID存儲(chǔ)空間按照一定粒度劃分為邏輯塊,兩個(gè)控制器以邏輯塊為基本管理單位,通過(guò)信息交互,按照實(shí)際需求協(xié)商邏輯塊的操作權(quán)限,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一致性保障。為了避免以單一數(shù)據(jù)條帶作為一個(gè)邏輯塊進(jìn)行劃分造成兩個(gè)控制器通信協(xié)商頻繁進(jìn)而影響性能,選擇邏輯塊的大小為若干個(gè)數(shù)據(jù)條帶大小,根據(jù)應(yīng)用環(huán)境和RAID容量進(jìn)行配置。雙控制器重構(gòu)讀寫同一份磁盤數(shù)據(jù),進(jìn)行冗余操作,不僅降低了系統(tǒng)性能,而且會(huì)出現(xiàn)難以預(yù)計(jì)的結(jié)果,所以支持一個(gè)控制器進(jìn)行重構(gòu),另一個(gè)終結(jié)重構(gòu)線程。根據(jù)雙控制器的實(shí)際負(fù)載確定控制器獲取實(shí)現(xiàn)重構(gòu)權(quán)限的成功與否,在重構(gòu)過(guò)程中實(shí)時(shí)同步重構(gòu)信息,實(shí)時(shí)... 

【文章來(lái)源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：59 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

RAID設(shè)備驅(qū)動(dòng)層結(jié)構(gòu)

圖 3-2 數(shù)據(jù)不一致情況的產(chǎn)生示意圖寫-寫操作：當(dāng)發(fā)生控 A 和控 B 需在同一時(shí)間對(duì)同一條數(shù)據(jù)條帶執(zhí)行寫操作時(shí)，由于控 A、控 B 要寫入目標(biāo)條帶的數(shù)據(jù)不同，如控 A 需要將修改后的黑色數(shù)據(jù)塊以及重新計(jì)算所得的校驗(yàn)塊 1 刷回磁盤，而控 B 也需將修改后的灰色數(shù)據(jù)塊以及重新計(jì)算的校驗(yàn)塊 2 的數(shù)據(jù)刷回磁盤，此時(shí)位于雙控制器的條帶緩存中的條帶中數(shù)據(jù)是一致的。然后，控 A 和控 B 會(huì)并發(fā)地向該條帶發(fā)出寫請(qǐng)求，更新數(shù)據(jù)，由于數(shù)據(jù)寫請(qǐng)求的不確定性，數(shù)據(jù)條帶中數(shù)據(jù)的順序便也具有不確定性，導(dǎo)致寫亂序。當(dāng)出現(xiàn)圖 3-2 所示的情況時(shí)，控 A 與控 B 寫入條帶的數(shù)據(jù)相互覆蓋，此時(shí)左側(cè)兩個(gè)數(shù)據(jù)塊屬于控 A，而右側(cè)兩個(gè)數(shù)據(jù)塊屬于控 B，使得數(shù)據(jù)出現(xiàn)紊亂，后果十分嚴(yán)重。進(jìn)行重構(gòu)讀寫操作時(shí)，會(huì)根據(jù)現(xiàn)在的數(shù)據(jù)塊和校驗(yàn)塊同步操作重新進(jìn)行異或計(jì)算，并將恢復(fù)的出錯(cuò)數(shù)據(jù)塊直接寫入磁盤陣列，導(dǎo)致陣列原始數(shù)據(jù)丟失。讀-寫操作：當(dāng)控 A 和控 B 同時(shí)對(duì)同一數(shù)據(jù)條帶進(jìn)行讀寫操作時(shí)，過(guò)程和寫-寫操作相似，結(jié)果并不完全一樣�？刂破鲗�(duì)數(shù)據(jù)條帶進(jìn)行寫操作后，數(shù)據(jù)正確寫入磁

中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論限釋放：控制器正在處理邏輯塊時(shí)，忽略另一個(gè)控制器設(shè)置沖突態(tài)。等待該邏輯塊數(shù)據(jù) I/O 操作結(jié)束后，清空所予請(qǐng)求成功應(yīng)答。結(jié)：攔截兩個(gè)控制器的重構(gòu)操作，檢測(cè)雙控制器的負(fù)載構(gòu)操作權(quán)限，終止高負(fù)載控制器的重構(gòu)線程。移：進(jìn)行重構(gòu)操作的控制器的負(fù)載過(guò)大，產(chǎn)生遷移操作另一個(gè)控制器根據(jù)實(shí)時(shí)同步信息，重啟重構(gòu)線程，本控束：雙控制器更新實(shí)時(shí)信息，完成重構(gòu)操作。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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