二維磁盤矩陣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及I/O加速策略研究
發(fā)布時間:2023-02-27 17:53
現(xiàn)代科技的進(jìn)步,互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)上的信息資源呈爆炸性增長。1998年圖靈獎獲得者Jim Gray提出了著名的存儲界“摩爾定律”:每18個月全球新增信息量等于有史以來全部信息量的總和。隨社會發(fā)展,大量的信息需要進(jìn)行數(shù)字編碼并進(jìn)行存取,對信息存儲系統(tǒng)的容量和速度提出了越來越高的要求。 在一個擁有多個陣列控制卡,每個陣列控制卡上多個磁盤的海量存儲系統(tǒng)中,為了滿足用戶對容量和響應(yīng)時間的要求,陣列虛擬引擎必須能夠?qū)⑺械奈锢泶鎯φ隙蛏蠈χ鳈C(jī)系統(tǒng)提供一個海量邏輯磁盤并能夠快速響應(yīng)主機(jī)I/O請求。 在不同應(yīng)用環(huán)境下的存儲服務(wù)器,其I/O請求表現(xiàn)出兩種不同的特征:I/O請求數(shù)據(jù)量大且地址連續(xù)和I/O請求數(shù)據(jù)量小且地址不一定連續(xù);诖,本文提出了兩種不同的二維磁盤矩陣結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)容量聚合:①針對數(shù)據(jù)量大且地址連續(xù)的I/O請求類型,設(shè)計了單個I/O隊列磁盤矩陣;②針對數(shù)據(jù)量小且地址不連續(xù)的I/O請求類型,設(shè)計了多個I/O服務(wù)隊列磁盤矩陣。并分析了兩種磁盤矩陣的數(shù)據(jù)分塊和組織策略、邏輯空間管理、地址映射算法。在此基礎(chǔ)上,提出了二維磁盤矩陣的全并發(fā)訪問策略和并行cache管理方法,實現(xiàn)了多主機(jī)的...
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景
1.2 存儲技術(shù)概況
1.3 SATA 接口技術(shù)
1.3.1 SATA 和SCSI
1.3.2 SATA II:通向企業(yè)級存儲領(lǐng)域的橋梁
1.4 存儲技術(shù)最新研究進(jìn)展
1.4.1 I/O 加速技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.5 研究內(nèi)容
第2章 二維磁盤矩陣的容量聚合
2.1 存儲虛擬化技術(shù)
2.1.1 存儲虛擬化的應(yīng)用價值
2.1.2 虛擬存儲的實現(xiàn)層次
2.2 冗余磁盤陣列(RAID)技術(shù)
2.3 跨陣列卡的容量聚合
2.3.1 虛擬磁盤的數(shù)據(jù)組織
2.3.2 邏輯空間管理
2.3.3 地址映射
2.4 多I/O 服務(wù)隊列的存儲矩陣
2.4.1 邏輯空間管理
2.4.2 地址映射
2.5 陣列管理軟件設(shè)計
2.6 小結(jié)
第3章 二維磁盤矩陣的全并發(fā)訪問
3.1 陣列的I/O 并發(fā)訪問與容量聚合
3.2 二級并發(fā)I/O 模型
3.2.1 全并發(fā)I/O 模型
3.2.2 多I/O 隊列并發(fā)模型
3.3 存儲系統(tǒng)的Cache 管理
3.3.1 緩存頁查找算法
3.3.2 緩存頁替換算法
3.3.3 并行數(shù)據(jù)傳輸
3.4 小結(jié)
第4章 二維磁盤矩陣性能評價建模
4.1 二維磁盤矩陣I/O 性能分析
4.2 單I/O 隊列和多I/O 隊列的性能比較
4.2.1 用戶平均等待時間
4.2.2 系統(tǒng)吞吐率
4.3 二維磁盤矩陣的可靠性及其數(shù)學(xué)模型
4.4 小結(jié)
第5章 硬件結(jié)構(gòu)與應(yīng)用測試
5.1 存儲系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
5.2 單I/O 服務(wù)隊列陣列的讀/寫測試
5.3 RAID00 存儲矩陣的讀/寫測試
5.4 多I/O 服務(wù)隊列陣列的讀/寫測試
5.5 小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文目錄
附錄B 攻讀碩士學(xué)位期間參與科研項目
本文編號:3751178
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景
1.2 存儲技術(shù)概況
1.3 SATA 接口技術(shù)
1.3.1 SATA 和SCSI
1.3.2 SATA II:通向企業(yè)級存儲領(lǐng)域的橋梁
1.4 存儲技術(shù)最新研究進(jìn)展
1.4.1 I/O 加速技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.5 研究內(nèi)容
第2章 二維磁盤矩陣的容量聚合
2.1 存儲虛擬化技術(shù)
2.1.1 存儲虛擬化的應(yīng)用價值
2.1.2 虛擬存儲的實現(xiàn)層次
2.2 冗余磁盤陣列(RAID)技術(shù)
2.3 跨陣列卡的容量聚合
2.3.1 虛擬磁盤的數(shù)據(jù)組織
2.3.2 邏輯空間管理
2.3.3 地址映射
2.4 多I/O 服務(wù)隊列的存儲矩陣
2.4.1 邏輯空間管理
2.4.2 地址映射
2.5 陣列管理軟件設(shè)計
2.6 小結(jié)
第3章 二維磁盤矩陣的全并發(fā)訪問
3.1 陣列的I/O 并發(fā)訪問與容量聚合
3.2 二級并發(fā)I/O 模型
3.2.1 全并發(fā)I/O 模型
3.2.2 多I/O 隊列并發(fā)模型
3.3 存儲系統(tǒng)的Cache 管理
3.3.1 緩存頁查找算法
3.3.2 緩存頁替換算法
3.3.3 并行數(shù)據(jù)傳輸
3.4 小結(jié)
第4章 二維磁盤矩陣性能評價建模
4.1 二維磁盤矩陣I/O 性能分析
4.2 單I/O 隊列和多I/O 隊列的性能比較
4.2.1 用戶平均等待時間
4.2.2 系統(tǒng)吞吐率
4.3 二維磁盤矩陣的可靠性及其數(shù)學(xué)模型
4.4 小結(jié)
第5章 硬件結(jié)構(gòu)與應(yīng)用測試
5.1 存儲系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
5.2 單I/O 服務(wù)隊列陣列的讀/寫測試
5.3 RAID00 存儲矩陣的讀/寫測試
5.4 多I/O 服務(wù)隊列陣列的讀/寫測試
5.5 小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文目錄
附錄B 攻讀碩士學(xué)位期間參與科研項目
本文編號:3751178
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