發(fā)布時間：2017-04-08 03:23

  本文關鍵詞：通用磁盤陣列RAID性能分析及優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著社會經(jīng)濟的高速增長和計算技術迅猛發(fā)展,低速的磁盤存取技術難以滿足用戶的巨大數(shù)據(jù)處理需求,這使得云存儲技術得以快速發(fā)展。為提升存取的效率,目前基于磁盤陣列的服務器大多采用RAID技術。RAID技術在一定程度上提升了I/O操作效率,提高了存儲系統(tǒng)的性能。在RAID的基礎上如何優(yōu)化系統(tǒng),使其盡可能的提升數(shù)據(jù)的處理能力,成為了存儲系統(tǒng)研究重點。RAID技術是將磁盤進行虛擬化的處理,數(shù)據(jù)還是處在于磁盤中,磁盤與系統(tǒng)間存在著重復頻繁的I/O操作。低速的機械運動進行的數(shù)據(jù)處理會極大拉低I/O性能,增加CPU的開銷。為提升系統(tǒng)的整體I/O處理效率,采用緩存系統(tǒng)對RAID讀寫性能進行優(yōu)化。在對RAID中的數(shù)據(jù)進行讀操作的過程中,存在數(shù)據(jù)塊讀取滯后問題。通過數(shù)據(jù)內部結構分析,是由于數(shù)據(jù)結構單一,無法有效充分利用所致。為此增加緩存空間數(shù)據(jù)優(yōu)化。該策略的核心是首先將數(shù)據(jù)塊頭BH保存在cache中,在處理I/O時,將數(shù)據(jù)通過內存中的緩存數(shù)據(jù)直接進行數(shù)據(jù)交互,從而提升數(shù)據(jù)的讀操作訪問能力。通過測試分析,表明緩存系統(tǒng)的讀請求在數(shù)據(jù)條帶、RAID塊或進程等多個方面均有顯著提升。在進行寫性能操作時,存在著小塊數(shù)據(jù)寫性能的問題。通過內核代碼的研究分析發(fā)現(xiàn),小數(shù)據(jù)塊在寫時會不停的尋道,并且存在I/O等待現(xiàn)象。為此緩存中采用延時寫優(yōu)化RAID寫性能。該延時策略的核心是首先將小數(shù)據(jù)保存在緩存中,然后將小數(shù)據(jù)聚合成大的數(shù)據(jù)塊,進行數(shù)據(jù)回刷,將其回刷進RAID,減少數(shù)據(jù)回寫次數(shù)。將數(shù)據(jù)的校驗和數(shù)據(jù)讀寫進行分離,用以消除I/O的等待時間,從而將提升數(shù)據(jù)的寫性能。通過測試分析,寫緩存策略對小數(shù)據(jù)塊的處理能起到了很好的作用,寫性能優(yōu)化良好,合理高效的解決了小數(shù)據(jù)性能低下的問題。
【關鍵詞】：RAID 緩存策略 自旋鎖 I/O訪問
【學位授予單位】：西安工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP333
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 課題背景9-10
• 1.2 RAID技術概況10-13
• 1.3 本文的研究內容和結構組織13-15
• 2 RAID原理及其優(yōu)化技術15-31
• 2.1 RAID基礎15-24
• 2.1.1 內核RAID技術簡述15-16
• 2.1.2 RAID技術實現(xiàn)16-24
• 2.2 系統(tǒng)請求處理過程實現(xiàn)24-28
• 2.2.1 文件系統(tǒng)映射流程24-25
• 2.2.2 內核請求處理流程25-28
• 2.3 緩存系統(tǒng)設計28-30
• 2.4 本章小結30-31
• 3 RAID讀請求優(yōu)化原理31-43
• 3.1 內核請求處理過程31-33
• 3.2 讀請求的原理設計33-40
• 3.2.1 頁面置換過程實現(xiàn)33-35
• 3.2.2 數(shù)據(jù)結構優(yōu)化35-36
• 3.2.3 讀請求實現(xiàn)原理36-40
• 3.3 本章小結40-43
• 4 RAID寫請求優(yōu)化原理43-55
• 4.1 內核寫請求優(yōu)化實現(xiàn)43-46
• 4.1.1 內核請求策略43-45
• 4.1.2 內核請求實現(xiàn)45-46
• 4.2 寫請求的原理設計46-49
• 4.3 斷電保護及自旋鎖實現(xiàn)49-53
• 4.3.1 斷電保護設計49
• 4.3.2 讀寫鎖自旋鎖實現(xiàn)49-53
• 4.4 本章小結53-55
• 5 性能測試及其結果分析55-63
• 5.1 測試環(huán)境55-57
• 5.2 測試方案57
• 5.3 測試結果分析57-61
• 5.4 本章小結61-63
• 6 全文總結63-65
• 參考文獻65-71
• 附錄71-75
• 作者攻讀學位期間發(fā)表學術論文清單75-77
• 致謝77-78

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本文編號：291981