RAID-4擴展方法及評測工具研究.pdf

1、RAID具有高帶寬、大容量、高可靠性和易于管理的特性，而廣泛應(yīng)用于存儲系統(tǒng)中。隨著云計算的發(fā)展，如何實現(xiàn)RAID的高效在線擴展成為研究熱點。針對已有的RAID-4擴展方法采用循環(huán)順序進行數(shù)據(jù)遷移，需要移動所有數(shù)據(jù)塊的缺點，清華大學(xué)張廣艷老師提出了一個新的RAID-4高效擴展方法MAPOL，在保證數(shù)據(jù)分布一致性的前提下，實現(xiàn)了最小化數(shù)據(jù)遷移;采用校驗盤寫操作分離策略，降低外部用戶寫延遲;并通過元數(shù)據(jù)懶惰更新策略優(yōu)化MAPOL，提高擴展效率

2、。本文在linux內(nèi)核中實現(xiàn)MAPOL，并設(shè)計了一個精確的存儲系統(tǒng)性能測試工具IOmark，評測采用MAPOL進行RAID-4擴展的系統(tǒng)性能，驗證了MAPOL具有提高RAID-4擴展效率和系統(tǒng)性能的雙重優(yōu)勢。
　　 在linux內(nèi)核實現(xiàn)MAPOL，提高擴展效率的同時，保證外部用戶的讀寫訪問。采用結(jié)構(gòu)體數(shù)組記錄每個條帶的數(shù)據(jù)遷移狀態(tài)，確定遷移窗口內(nèi)數(shù)據(jù)重分布結(jié)束時間;優(yōu)化讀、寫及計算校驗和的順序，并擴大遷移窗口，從而提高擴展效率。

3、采用外部用戶訪問處理機制，將外部用戶訪問的邏輯地址轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)內(nèi)部可以識別的物理地址，實現(xiàn)對I/O請求的快速處理。
　　 已有的存儲系統(tǒng)性能測試工具缺乏簡單而精確地重現(xiàn)I/O負(fù)載的能力，容易給存儲系統(tǒng)性能指標(biāo)觀測值帶來顯著誤差。IOmark根據(jù)來自真實存儲系統(tǒng)的I/O記錄，使用Linux內(nèi)核態(tài)異步I/O實現(xiàn)對塊級別存儲系統(tǒng)的訪問;通過跟蹤生成的I/O請求的狀態(tài)和I/O記錄中的請求時間來控制I/O請求的發(fā)送時間，并篩選I/O記錄中的

4、盤號來控制負(fù)載輕重，從而實現(xiàn)精確地重放I/O負(fù)載的功能。實驗表明，IOmark能在trace指定時間內(nèi)將I/O請求發(fā)送出去，發(fā)送時間誤差小;與同類測試工具相比，引入的測試誤差小，對存儲系統(tǒng)的性能評測更準(zhǔn)確。
　　 采用IOmark對MAPOL進行試驗評價，向RAID-4陣列播放有代表性的真實負(fù)載，將MAPOL與linux2.6.32.9內(nèi)核自帶的RAID擴展方法round-robin進行對比試驗，實驗結(jié)果表明，在添加Financ