DAS、SAN和NAS是當前應用最廣泛的三種網(wǎng)絡存儲體系結構,而RAID作為網(wǎng)絡存儲體系結構中的存儲節(jié)點,其設計直接影響到存儲體系的整體性能。 RAID系統(tǒng)的整體設計包括嵌入式的硬件平臺、軟件平臺和核心控制軟件三部分。嵌入式硬件平臺的設計采用獨立的IOP處理器和高速總線與接口技術,一方面RAID系統(tǒng)與外部主機之間以高速光纖數(shù)據(jù)通道相連,另一方面系統(tǒng)內部設備之間的數(shù)據(jù)傳輸采用PCI-X總線,為數(shù)據(jù)傳輸提供足夠的通道帶寬。 嵌入式硬件平臺通常只針對特殊的應用設計,不同于X86平臺具有統(tǒng)一的規(guī)范。嵌入式RAID系統(tǒng)設計的軟件平臺由板級支持包Redboot、Linux內核與根文件系統(tǒng)構成,該軟件平臺對硬件設備進行初始化,并為核心的控制軟件運行提供支持。 在核心控制軟件的設計上,支持光纖通道的目標器為RAID系統(tǒng)與外部主機之間提供高速主機通道;CACHE管理采用鏈式哈希表對條帶化的存取塊進行組織和檢索,并且支持數(shù)據(jù)預取、LRU淘汰、沖突控制、可變數(shù)據(jù)塊粒度和寫回或者寫穿等策略;磁盤I/O調度相對傳統(tǒng)的設計而言,增加了高低優(yōu)先級排隊,使正常的I/O訪問命令進入高優(yōu)先級隊列被優(yōu)先處理,而數(shù)據(jù)備份和安全日志等事務進入低優(yōu)先級隊列被延遲處理,以此提高RAID系統(tǒng)對外部主機命令的響應速度;硬件異或設計加快了RAID系統(tǒng)頻繁的數(shù)據(jù)校驗運算,提高請求的處理速度,同時也減輕了CPU的運算負擔。 RAID原型系統(tǒng)按照以上的設計方案實現(xiàn),在實驗環(huán)境下測試的峰值數(shù)據(jù)傳輸率為186MB/S,略高于同等測試環(huán)境下同類型的市場產(chǎn)品NexStor 4250F的峰值傳輸率179MB/S,該傳輸率接近硬件平臺的主機通道的理論傳輸帶寬2Gb/s。測試結果證明原型系統(tǒng)所采用的軟、硬件設計方案整體上是成功的。
【學位單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2006
【中圖分類】：TP333
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題研究的背景
    1.2 國內外的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 研究的目標和主要工作
    1.4 本文的組織和結構
    1.5 課題來源
2 硬件架構
    2.1 整體概述
    2.2 原理框圖
    2.3 主要芯片
    2.4 主板設計
    2.5 子板設計
    2.6 本章小結
3 嵌入式軟件平臺
    3.1 引言
    3.2 REDBOOT
    3.3 內核
    3.4 根文件系統(tǒng)
    3.5 本章小結
4 核心控制器軟件設計
    4.1 引言
    4.2 整體設計方案
    4.3 光纖通道目標器
    4.4 CACHE 管理
    4.5 I/O 調度
    4.6 硬件異或
    4.7 本章小結
5 性能測試
    5.1 測試環(huán)境
    5.2 測試數(shù)據(jù)
    5.3 與NEXSTOR425OF 比較
    5.4 本章小結
6 全文總結
    6.1 總結
    6.2 進一步的工作
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文目錄

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本文編號：2871861