本文關(guān)鍵詞：混合存儲系統(tǒng)高效快照技術(shù)研究

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【摘要】：傳統(tǒng)數(shù)據(jù)保護技術(shù)通常基于HDD實現(xiàn),并未針對新興SSD進行優(yōu)化,因此嚴重影響了SSD的實際存儲性能。為了充分利用SSD的性能優(yōu)勢與HDD的容量優(yōu)勢,本文設(shè)計實現(xiàn)了基于SSD/HDD混合存儲結(jié)構(gòu)的高效備份系統(tǒng)。通過平行存儲結(jié)構(gòu)模型,SSD與HDD被分別部署在應(yīng)用系統(tǒng)與備份系統(tǒng)中,并行工作滿足不同的存儲需求。SSD用于應(yīng)用數(shù)據(jù)I/O操作的高效執(zhí)行,HDD用于應(yīng)用歷史操作的高容量備份。應(yīng)用系統(tǒng)與備份系統(tǒng)相互獨立,通過備份緩存中的同步機制進行操作協(xié)調(diào),能夠充分利用SSD的性能優(yōu)勢與HDD的容量優(yōu)勢。系統(tǒng)間的操作同步機制基于令牌算法實現(xiàn),應(yīng)用系統(tǒng)消耗令牌而備份系統(tǒng)產(chǎn)生令牌,當(dāng)令牌被耗盡時,應(yīng)用系統(tǒng)被阻塞直至備份操作完成,從而實現(xiàn)二者之間操作的同步。由于SSD的性能遠遠高于HDD,為了平衡應(yīng)用系統(tǒng)與備份系統(tǒng)之間的性能,本文設(shè)計了SSD與HDD的比例部署的模型,通過HDD陣列提高備份系統(tǒng)的存儲系統(tǒng),降低備份操作對應(yīng)用系統(tǒng)的影響。此外,為了實現(xiàn)靈活的數(shù)據(jù)備份,本文設(shè)計了鏡像快照與帶元數(shù)據(jù)鏈接指針的CDP等備份方案,并設(shè)計了對應(yīng)的HDD磁盤數(shù)據(jù)布局及調(diào)度算法,以提高系統(tǒng)的備份效率與數(shù)據(jù)恢復(fù)效率。本文最后基于RAID環(huán)境構(gòu)建了實際系統(tǒng),并通過IOmeter、標準TRACE等負載對系統(tǒng)的可靠性與性能進行測試。實驗結(jié)果顯示,本文系統(tǒng)具有良好的工作可靠性,在滿負載情況下性能抖動基本維持在15%以內(nèi),同時同步機制有效實現(xiàn)了應(yīng)用系統(tǒng)與備份系統(tǒng)間的操作協(xié)調(diào),保障了數(shù)據(jù)間的一致性。而性能測試顯示,本文系統(tǒng)的平均IOPS為傳統(tǒng)備份方案的2倍以上,擁有明顯的性能優(yōu)勢。
【關(guān)鍵詞】：混合存儲系統(tǒng) 固態(tài)硬盤 機械硬盤 數(shù)據(jù)快照 數(shù)據(jù)恢復(fù)
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP333;TP309
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1. 存儲架構(gòu)10-12
• 1.2.2. 數(shù)據(jù)保護12-14
• 1.3 本章總結(jié)14-15
• 1.4 本文結(jié)構(gòu)15-16
• 第2章 相關(guān)技術(shù)分析16-22
• 2.1 存儲技術(shù)16-19
• 2.1.1. 機械硬盤16-17
• 2.1.2. 固態(tài)硬盤17-18
• 2.1.3. 存儲結(jié)構(gòu)18-19
• 2.2 數(shù)據(jù)保護技術(shù)19-21
• 2.2.1. 鏡像快照19-20
• 2.2.2. 連續(xù)數(shù)據(jù)保護20-21
• 2.3 本章總結(jié)21-22
• 第3章 架構(gòu)設(shè)計22-34
• 3.1 總體架構(gòu)22-24
• 3.2 存儲架構(gòu)24-29
• 3.2.1 存儲模型24-25
• 3.2.2 SSD/HDD比例設(shè)置25-26
• 3.2.3 HDD組織結(jié)構(gòu)26-29
• 3.3 快照方案29-33
• 3.3.1 非連續(xù)數(shù)據(jù)保護的快照29-31
• 3.3.2 連續(xù)數(shù)據(jù)保護的快照31-33
• 3.4 本章總結(jié)33-34
• 第4章 算法設(shè)計34-44
• 4.1 備份生成34-39
• 4.1.1 快照生成流程34-37
• 4.1.2 操作同步機制37-39
• 4.2 HDD數(shù)據(jù)布局與調(diào)度39-41
• 4.3 數(shù)據(jù)恢復(fù)41-43
• 4.4 本章總結(jié)43-44
• 第5章 實現(xiàn)與實驗44-55
• 5.1 實驗環(huán)境44
• 5.1.1 硬件環(huán)境44
• 5.1.2 軟件環(huán)境44
• 5.2 系統(tǒng)實現(xiàn)44-46
• 5.3 測試實驗46-54
• 5.3.1 可靠性測試46-49
• 5.3.2 備份性能測試49-52
• 5.3.3 恢復(fù)性能測試52-54
• 5.4 本章總結(jié)54-55
• 總結(jié)55-56
• 參考文獻56-59
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單59-60
• 致謝60

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王超;李戰(zhàn)懷;張小芳;侯利曼;;基于數(shù)據(jù)差異的連續(xù)數(shù)據(jù)保護恢復(fù)算法[J];計算機學(xué)報;2013年11期

2 馮登國;張敏;李昊;;大數(shù)據(jù)安全與隱私保護[J];計算機學(xué)報;2014年01期

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本文編號：522775