隨著互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展,企業(yè)對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求日益提高。通常存儲(chǔ)系統(tǒng)采用磁盤陣列作為解決方案,提高數(shù)據(jù)吞吐率,同時(shí)通過冗余校驗(yàn)提高數(shù)據(jù)可靠性。固態(tài)硬盤作為新興的存儲(chǔ)設(shè)備,其高性能和低能耗的特點(diǎn)非常符合現(xiàn)代數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需要。然而固態(tài)硬盤價(jià)格高,其單位容量?jī)r(jià)格約為傳統(tǒng)硬盤的100倍,如果完全使用固態(tài)硬盤代替?zhèn)鹘y(tǒng)硬盤,代價(jià)太高,一般企業(yè)無(wú)法承受。對(duì)于這個(gè)問題,提出了一種將固態(tài)硬盤作為二級(jí)緩存的多級(jí)緩存結(jié)構(gòu)解決方案,在性能和價(jià)格上取得平衡。深入研究了固態(tài)硬盤的技術(shù)特點(diǎn),根據(jù)固態(tài)硬盤高性能、非易失性的特性,以訪問頻率/訪問大小作為衡量標(biāo)準(zhǔn),評(píng)估磁盤某區(qū)域的熱度,找到高消耗塊。同時(shí)改進(jìn)原有的LRU淘汰算法,使用塊表記錄各區(qū)域的熱度,將高消耗塊緩存到SSD,達(dá)到提高存儲(chǔ)系統(tǒng)IOPS和吞吐率的目的。從系統(tǒng)部署和算法設(shè)計(jì)方面實(shí)現(xiàn)二級(jí)緩存系統(tǒng),使得加入二級(jí)緩存后不會(huì)對(duì)系統(tǒng)上層應(yīng)用造成影響,將技術(shù)細(xì)節(jié)隔離在標(biāo)準(zhǔn)接口之后,上層系統(tǒng)（如文件系統(tǒng)）不需要做任何改變。把固態(tài)硬盤和硬盤看作單一的塊設(shè)備進(jìn)行管理,只需要對(duì)現(xiàn)有操作系統(tǒng)內(nèi)核做最小的改動(dòng),就可以保證系統(tǒng)的兼容性和可移植性。對(duì)以固態(tài)硬盤作為二級(jí)緩存的磁盤陣列系統(tǒng)進(jìn)... 

【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】：

多級(jí)緩存結(jié)構(gòu)

圖 2.2 RAID 5 數(shù)據(jù)分布介（Solid State Disk，簡(jiǎn)稱 SSD）是一種使用固態(tài)存儲(chǔ)器保存與傳統(tǒng)硬盤相同的訪問方式。固態(tài)硬盤與傳統(tǒng)硬盤（HDD，H，它不包含旋轉(zhuǎn)盤片和移動(dòng)磁頭等機(jī)械裝置，而是使用微芯片保比，固態(tài)硬盤通常不受物理震動(dòng)影響、安靜而且具有很低的固態(tài)硬盤具有與傳統(tǒng)硬盤相同的接口，可以很容易的在大部10 年，大部分 SSD 使用基于 NAND 閃存芯片，可以在斷電的。在某些情況下 SSD 也使用易失性隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器解決快速斷電后不需要保存數(shù)據(jù)的情況下，或者有外部電源或電池在

圖 2.3 垃圾回收入請(qǐng)求時(shí)，從“空閑區(qū)塊池”中給這個(gè)請(qǐng)求分配一個(gè)新的區(qū)塊，將新區(qū)息加到“數(shù)據(jù)區(qū)塊池”。包含無(wú)效數(shù)據(jù)的區(qū)塊被清理，讓后將地址信息添區(qū)塊池”。有效數(shù)據(jù)會(huì)和寫入請(qǐng)求一起寫入到新的區(qū)塊中。如圖 2.4 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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