本文關(guān)鍵詞：基于熱點(diǎn)數(shù)據(jù)備份的固態(tài)盤陣列重建優(yōu)化方法的研究與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：基于閃存(Flash)的固態(tài)盤(Solid State Drive, SSD)具有高性能、低功耗、高可靠性以及高抗震性等優(yōu)點(diǎn),隨著其價(jià)格的逐步降低,容量的進(jìn)一步增加,必將有著更為廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域；但同時(shí)也更易引發(fā)原始閃存錯(cuò)誤,導(dǎo)致其可靠性降低。此外,單個(gè)SSD的性能尚無法同磁盤陣列(Redundant Array of Independent Disks, RAID)相匹配,因此需要研究并設(shè)計(jì)一種基于RAID技術(shù)的SSD陣列。當(dāng)RAID結(jié)構(gòu)中使用了多個(gè)這種可靠性降低的SSD時(shí),就更易引發(fā)SSD故障。據(jù)我們所知,目前還沒有關(guān)于SSD陣列數(shù)據(jù)重建方面的文獻(xiàn)。因此,亟需建立一種能夠?qū)⒐收蟂SD中的數(shù)據(jù)快速恢復(fù)到替換盤的的數(shù)據(jù)重建機(jī)制。論文主要研究工作如下：(1)簡(jiǎn)述了SSD陣列數(shù)據(jù)重建策略發(fā)展的研究背景和SSD陣列技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r；并對(duì)RAID技術(shù)發(fā)展和RAID數(shù)據(jù)重建方法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀等進(jìn)行了介紹。(2)本文在基于SSD的RAID4、RAID5、SPD-RAID4 (Splitting Parity Disk-RAID4,含有多個(gè)校驗(yàn)盤的基于SSD的變形RAID4)陣列上構(gòu)建一種新的數(shù)據(jù)重建機(jī)制PDB (Poupular Data Backup).在PDB中,將每個(gè)數(shù)據(jù)SSD劃分為用戶區(qū)和熱點(diǎn)鏡像區(qū)兩個(gè)部分,其中用戶區(qū)用來服務(wù)用戶I/O請(qǐng)求；鏡像區(qū)則用來備份其對(duì)應(yīng)的邏輯左相鄰SSD中的讀操作涉及的熱點(diǎn)數(shù)據(jù),使得數(shù)據(jù)SSD之間彼此幫助。PDB通過實(shí)時(shí)備份相鄰SSD的熱點(diǎn)數(shù)據(jù)來獲取更短的“攻擊窗口”(Window of Vulnerability),并以此提高系統(tǒng)的可靠性。(3)為了檢測(cè)PDB方法的有效性,我們將傳統(tǒng)的面向條帶重建(Stripe-Oriented-Reconstruction, SOR)方法——一種常見于基于硬盤的RAID上的數(shù)據(jù)重建機(jī)制,移植到基于RAID技術(shù)的SSD陣列上,然后對(duì)基于SOR的RAID和基于PDB的RAID進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果表明本文提出的PDB方法最多能夠縮短31.3%的重建時(shí)間。
【關(guān)鍵詞】：固態(tài)盤 磁盤陣列 可靠性 數(shù)據(jù)重建 攻擊窗口
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP333
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 研究背景14-17
• 1.2 固態(tài)存儲(chǔ)陣列技術(shù)及其發(fā)展17-19
• 1.3 本文的研究?jī)?nèi)容和組織19-20
• 第二章 相關(guān)領(lǐng)域和關(guān)鍵技術(shù)20-34
• 2.1 RAID技術(shù)及其發(fā)展20-21
• 2.2 RAID數(shù)據(jù)重建技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀21-25
• 2.2.1 優(yōu)化重建順序或重建工作流的重建策略21-24
• 2.2.2 應(yīng)用cache的重建策略24-25
• 2.2.3 其他重建策略25
• 2.3 SSD簡(jiǎn)介25-29
• 2.4 固態(tài)盤模擬器SSDsim29-31
• 2.5 負(fù)載局部性31-33
• 2.6 未被使用存儲(chǔ)空間33
• 2.7 本章小結(jié)33-34
• 第三章 可靠性驅(qū)動(dòng)的基于熱點(diǎn)數(shù)據(jù)備份的SSD重建策略34-51
• 3.1 PDB設(shè)計(jì)34-38
• 3.1.1 PDB的原理34-37
• 3.1.2 PDB實(shí)現(xiàn)的問題37-38
• 3.2 PDB算法的實(shí)現(xiàn)38-50
• 3.2.1 算法實(shí)現(xiàn)38-40
• 3.2.2 實(shí)現(xiàn)流程40-41
• 3.2.3 算法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和函數(shù)41-50
• 3.3 本章小結(jié)50-51
• 第四章 實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析51-61
• 4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置51-52
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果52-60
• 4.3 本章小結(jié)60-61
• 第五章 總結(jié)與展望61-63
• 5.1 論文工作總結(jié)61-62
• 5.2 工作展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況67-68

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本文編號(hào)：382050