本文關(guān)鍵詞：基于網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的自適應(yīng)閃存陣列設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： RAIS-5 負(fù)載偏斜 自適應(yīng) 混合編碼 負(fù)載均衡

【摘要】：隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等技術(shù)的興起和快速發(fā)展,手機(jī)、傳感器等各類移動(dòng)終端開始迅速普及,使得全球數(shù)據(jù)呈指數(shù)增長(zhǎng),引領(lǐng)我們進(jìn)入了大數(shù)據(jù)時(shí)代。這種現(xiàn)象在帶來機(jī)遇的同時(shí),也給存儲(chǔ)系統(tǒng)帶來了規(guī)模、可靠性和性能等方面的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的RAID技術(shù)和閃存固態(tài)盤的廣泛應(yīng)用,為迎接大數(shù)據(jù)挑戰(zhàn)帶來了曙光,使得基于閃存固態(tài)盤的陣列系統(tǒng)成為現(xiàn)階段研究的熱點(diǎn)。由于其實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,并且在保證一定可靠性的同時(shí)能夠提升系統(tǒng)性能,RAID-5系統(tǒng)成為當(dāng)前階段各類存儲(chǔ)系統(tǒng)的主流選擇。然而,現(xiàn)行的RAID-5系統(tǒng)中存在以下問題:1、冗余策略單一;2、現(xiàn)有的冗余策略和系統(tǒng)性能提升相互獨(dú)立,無法為系統(tǒng)性能提升提供助力;3、現(xiàn)有冗余策略對(duì)負(fù)載數(shù)據(jù)采取統(tǒng)一化的處理方式,缺乏數(shù)據(jù)針對(duì)性;4、雖然現(xiàn)有冗余策略通過輪轉(zhuǎn)方法提供了全局的負(fù)載均衡,但該負(fù)載均衡方法并沒有針對(duì)數(shù)據(jù)訪問局部性提供相應(yīng)優(yōu)化。另一方面,通過大量研究和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),大多數(shù)負(fù)載應(yīng)用存在明顯的數(shù)據(jù)訪問偏斜特性:即少部分?jǐn)?shù)據(jù)為熱數(shù)據(jù),熱數(shù)據(jù)承擔(dān)了絕大部分的數(shù)據(jù)訪問請(qǐng)求。另外,大量研究和分析發(fā)現(xiàn),通常情況下,陣列中的各個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)空間都沒有被完全用盡,始終存儲(chǔ)有一定的空閑容量。針對(duì)以上問題和負(fù)載特性,本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的自適應(yīng)RAIS-5閃存陣列系統(tǒng),通過對(duì)負(fù)載中冷熱數(shù)據(jù)的有效識(shí)別,并針對(duì)性地對(duì)熱數(shù)據(jù)使用副本策略,冷數(shù)據(jù)使用原系統(tǒng)編碼,使得原系統(tǒng)在保證可靠性的同時(shí)可以更好地利用熱數(shù)據(jù)副本均衡分擔(dān)大部分訪問壓力,從而提升系統(tǒng)性能。在可靠性方面,本文提出的負(fù)載自適應(yīng)系統(tǒng)并未犧牲原系統(tǒng)的可靠性,在保證整系統(tǒng)容錯(cuò)設(shè)備為1的前提下,也沒有增加系統(tǒng)的寫更新開銷,同時(shí)將熱數(shù)據(jù)副本隨機(jī)平均放置,利用多副本提升讀性能,緩解數(shù)據(jù)熱點(diǎn)效應(yīng)。最后,通過相關(guān)實(shí)驗(yàn),證明了該方法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：RAIS-5 負(fù)載偏斜 自適應(yīng) 混合編碼 負(fù)載均衡
【學(xué)位授予單位】：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP333
【目錄】：

• 摘要9-10
• ABSTRACT10-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 課題背景11-16
• 1.1.1 大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來11-12
• 1.1.2 存儲(chǔ)的三大挑戰(zhàn)：數(shù)據(jù)規(guī)模、可靠性和性能12-14
• 1.1.3 國(guó)內(nèi)外閃存陣列研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2 課題研究?jī)?nèi)容與意義16-17
• 1.3 本文的結(jié)構(gòu)安排17-18
• 第二章 相關(guān)技術(shù)概述18-28
• 2.1 閃存以及閃存固態(tài)盤18-20
• 2.2 陣列技術(shù)20-21
• 2.3 冗余技術(shù)21-24
• 2.3.1 副本技術(shù)21-22
• 2.3.2 糾刪碼技術(shù)22-23
• 2.3.3 區(qū)別與聯(lián)系23-24
• 2.4 負(fù)載均衡技術(shù)24-26
• 2.5 本章小節(jié)26-28
• 第三章 RAID實(shí)現(xiàn)技術(shù)和負(fù)載特性分析28-35
• 3.1 RAID實(shí)現(xiàn)技術(shù)28-32
• 3.2 負(fù)載訪問特性32-34
• 3.3 本章小結(jié)34-35
• 第四章 基于網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的自適應(yīng)閃存陣列設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)35-50
• 4.1 現(xiàn)有RAID-5 系統(tǒng)分析35-37
• 4.1.1 相關(guān)數(shù)據(jù)介紹35
• 4.1.2 冗余技術(shù)35-37
• 4.2 ARAIS-5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)動(dòng)機(jī)37-38
• 4.3 ARAIS-5 系統(tǒng)總體架構(gòu)38-42
• 4.3.1 所在層次38-39
• 4.3.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)39-40
• 4.3.3 工作流程40-42
• 4.4 活性識(shí)別42-44
• 4.5 混合冗余方法44-46
• 4.6 數(shù)據(jù)放置46-48
• 4.7 實(shí)現(xiàn)代碼48-49
• 4.8 本章小結(jié)49-50
• 第五章 ARAIS-5 系統(tǒng)性能測(cè)試與分析50-56
• 5.1 測(cè)試環(huán)境50
• 5.2 測(cè)試方案50-51
• 5.3 測(cè)試結(jié)果與分析51-54
• 5.3.1 固態(tài)盤數(shù)量對(duì)系統(tǒng)性能的影響51-52
• 5.3.2 塊大小對(duì)系統(tǒng)性能的影響52-53
• 5.3.3 熱數(shù)據(jù)閥值對(duì)系統(tǒng)性能的影響53-54
• 5.4 本章小結(jié)54-56
• 總結(jié)與展望56-58
• 致謝58-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果63

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 王棟;趙展;錢昕;;基于奇偶校驗(yàn)的RAID條帶鏡像數(shù)據(jù)分布方法[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件;2014年11期

2 張都樂;祝懷杰;何淼;;基于單磁盤的RAID系統(tǒng)可靠性分析[J];計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用;2014年01期

3 那文武;柯劍;朱旭東;孟曉p，

本文編號(hào)：569384